Vulkaner findes i mange former og størrelser, der spænder fra almindelige vulkaner med konisk kegle, der bygger sig op fra gentagne udbrud og lavakuppler, der hoper sig op over vulkanske åbninger til brede skjoldsvulkaner og sammensatte vulkaner. Selvom de er forskellige med hensyn til struktur og udseende, deler de alle to ting. På den ene side er de alle fantastiske naturkræfter, som både skræmmer og inspirerer.
På den anden side kommer al vulkanaktivitet ned på det samme grundlæggende princip. I det væsentlige er alle udbrud et resultat af, at magma under jorden skubbes op til overfladen, hvor den bryder ud som lava, aske og klippe. Men hvilke mekanismer driver denne proces? Hvad er det nøjagtigt, der får smeltet sten til at stige op fra Jordens indre og eksplodere ind i landskabet?
For at forstå, hvordan vulkaner bryder ud, skal man først overveje jordens struktur. Helt øverst er litosfæren, de yderste lag på jorden, der består af den øverste mantel og skorpe. Skorpen udgør et lille volumen af jorden, der spænder fra 10 km i tykkelse på havbunden til højst 100 km i bjergområder. Det er koldt og stift og består primært af silicatrock.
Under jordskorpen er Jordens kappe opdelt i sektioner med forskellig tykkelse baseret på deres seismologi. Disse består af den øvre mantel, der strækker sig fra en dybde på 7 - 35 km (4,3 til 21,7 mi) til 410 km (250 mi); overgangsområdet, der spænder fra 410–660 km (250–410 mi); den nedre mantel, der spænder fra 660–2,891 km (410–1,796 mi); og kerne-mantelgrænsen, der i gennemsnit er ~ 200 km (120 mi) tyk.
I mantelregionen ændrer forholdene sig drastisk fra skorpen. Trykket stiger markant, og temperaturerne kan nå op til 1000 ° C, hvilket gør klippen viskøs nok til at den opfører sig som en væske. Kort sagt oplever den elastisk på tidsskalaer i tusinder af år eller mere. Denne tyktflydende, smeltede klippe samler sig i store kamre under jordskorpen.
Da denne magma er mindre tæt end den omgivende klippe, "flyder" den op til overfladen og søger revner og svagheder i kappen. Når den endelig når overfladen, eksploderer den fra toppen af en vulkan. Når det er under overfladen, kaldes den smeltede klippe magma. Når den når overfladen, bryder den ud som lava, aske og vulkanske klipper.
Ved hvert udbrud opbygges klipper, lava og aske omkring den vulkaniske udluftning. Arten af udbrud afhænger af magmaens viskositet. Når lavaen flyder let, kan den rejse langt og skabe brede skjoldsvulkaner. Når lavaen er meget tyk, skaber den en mere kendt kegle vulkansk form (også kendt som en kegle kegle vulkan). Når lavaen er ekstremt tyk, kan den opbygges i vulkanen og eksplodere (lavakuppler).
En anden mekanisme, der driver vulkanisme, er bevægelsen, som skorpen gennemgår. For at nedbryde den er litosfæren opdelt i flere plader, som konstant er i bevægelse ovenpå kappen. Nogle gange kolliderer pladerne, trækkes fra hinanden eller glider ved siden af hinanden; hvilket resulterer i konvergente grænser, divergerende grænser og transformer grænser. Denne aktivitet er det, der driver geologisk aktivitet, som inkluderer jordskælv og vulkaner.
I tilfælde af førstnævnte er subduktionszoner ofte resultatet, hvor den tyngre plade glider under den lysere plade - danner en dyb grøft. Denne subduktion ændrer den tætte mantel til en livlig magma, der stiger gennem skorpen til jordoverfladen. I løbet af millioner af år skaber denne stigende magma en række aktive vulkaner kendt som en vulkansk bue.
Kort sagt, vulkaner er drevet af tryk og varme i mantelen samt tektonisk aktivitet, der fører til vulkanudbrud og geologisk fornyelse. Forekomsten af vulkanudbrud i visse regioner i verden - såsom Pacific Ring of Fire - har også en dybtgående indflydelse på det lokale klima og geografi. For eksempel er sådanne regioner generelt bjergrige, har rig jord og oplever periodisk dannelsen af nye landmasser.
Vi har skrevet mange artikler om vulkaner her på Space Magazine. Her er hvad er de forskellige typer af vulkaner?, Hvad er de forskellige dele af en vulkan?, 10 interessante fakta om vulkaner ?, Hvad er Pacific Ring of Fire ?, Olympus Mons: Den største vulkan i solsystemet.
Vil du have flere ressourcer på Jorden? Her er et link til NASAs side om menneskelig rumfart, og her er NASAs synlige jord.
Vi har også indspillet en episode af Astronomy Cast om Jorden, som en del af vores tur gennem solsystemet - Afsnit 51: Jorden.
