Zemětřesení a sopka

Co je to Volcano?

Sopky jsou rupturami v planetě, které se tvoří v důsledku vzplanutí magmatu nebo roztavené horniny. Magma se shromažďuje v magmatické komoře poblíž povrchu. Plyn uvolněný z magmatu v komoře vytváří tlak uvnitř komory, který nakonec vytváří porušení ve skále, což vede ke vzniku vulkanické erupce.

Některé sopky vytvářejí výbuchy, které jsou více výbušné a vytvářejí více nečistot. Jiní způsobují výbuchy, které vedou k většímu toku lávy. Sopky se nacházejí na mnoha planetárních tělech Sluneční soustavy, včetně Země, Marsu, Io a Venuše. Tam jsou také důkazy kryovolcanoes, sopky, které vybuchnou těkavé látky, jako je voda a čpavek, které produkují led místo skály, na ledových tělech vnějšího slunečního systému, jako je Neptunův měsíc Triton a Saturnův měsíc Enceladus.

Klasifikace vulkánů

Sopky lze klasifikovat mnoha způsoby. Dva způsoby, jak často jsou vulkány klasifikovány, jsou typ erupce a morfologie. Existuje mnoho různých morfologických typů sopky, ale tři obyčejné typy jsou štítové sopky, stratovolcany a sopky vytvářející vulkány. Existuje také řada různých typů erupcí. Některé výbuchy způsobují další výbuchy a trosky. Jsou to přirozeně nazývané výbušné výbuchy. Jiné erupce vytvářejí více toků lávy. Tito se nazývají výlevné výpary.

Klasifikace podle morfologie

Cindercones

Cindercones jsou kuželovité větrací otvory velké sopky vyrobené z hromad střešních skleněných střepů, jako jsou scoria, které rychle vystupují ze země z kontinuálních výbušných výbuchů, ve kterých roztavená hornina "vyplivla" z větracího otvoru a rychle se zpevnila. Tyto vulkanické vlastnosti jsou obyčejné v říčních místech, kde je kůra tenká, což umožňuje, aby magma snadno narušila povrch.

Stínové sopky

Štítové sopky jsou kupolovité sopky, které dostanou své jméno z podoby štítu položeného na jeho boku. Obvykle se skládají z postupných lávových toků, které jsou na sobě navzájem stohovány. Mauna Kea na Havaji a sopky Tharsis na Marsu jsou příklady tohoto druhu sopky.

Stratovolcanoes

Jedná se o sopky, které obsahují více vrstev různých druhů vulkanického materiálu. Obsahují velké množství vulkanických odpadků, jako jsou sopky, které vytvářejí vulkány a rozsáhlé lávové proudy jako štítové sopky. Slavné stratovolcany zahrnují Mount Fuji, Stromboli a Mount Saint Helens.

Klasifikace podle typu Eruption

Výbuchy sopečných povrchů se liší v závislosti na složení hornin, množství magmatu, obsahu plynu a tektonickém nastavení.

Havajské erupce

Havajské erupce se skládají převážně z továrních láv. Tyto typy výbuchů jsou běžné na sopečných ostrovech a na místech, kde má magma obzvlášť mafická, konkrétně bazaltická kompozice, jako jsou oceánské oblouky ostrova a na oceánských ostrovech poblíž hotspotů. Magma spojené s havajskými erupcemi mají také nízký obsah plynu. Místa na Zemi, kde jsou běžné vulkanické erupce typu Hawaii, zahrnují Island, Havaj a podobné lokality. Maršanské sopky v Tharsis, Olympus Mons, Tharsis Montes, Ascreaus Mons a Arsia Mons jsou také pravděpodobně z havajských erupcí, které se vyskytly mnohem větší než jejich pozemní protějšky.

Strombolské erupce

Strombolská erupce nastává, když je magma méně mafická, ale přesto převážně mafická a obsah plynu je vyšší. Strombolské erupce se skládají z postupných výbuchů lávy a sopečného úlomku, po nichž následují chvilky, které trvají několik minut až několik hodin. Velmi známá sopka se strombolskými erupcemi je sopka na ostrově Stromboli, která se nazývá "Maják ve Středomoří".

Vulkanský výbuch

Vulkanická erupce je podobná výbuchu strombolů, s výjimkou výbuchů, které jsou výbušné, a období chvění, které oddělují erupce, jsou delší. Magmasy v vulkanických výbuchů jsou spíše vespod než strombojské nebo havajské erupce. Felsická magma, jako je rhyolit, zachytí více plynu než mafic magmas a v důsledku toho sopky s felsic magma mají tendenci být výbušnější. To způsobuje, že vulkanické erupce jsou větší a silnější než erupce Strombolian.

Plinian Eruptions

Nejsilnější běžná erupce, která se vyskytuje na Zemi, je erupce Plinian. Plíniové erupce se vyskytují, když je magma ještě víc faulská než v vulkanických výbuchů a ještě více plynu je zachyceno. Plinické erupce vytvářejí sloupy sopečného úlomku, které mohou dosahovat až 45 kilometrů. Sloupce, které jsou větší než asi 30 kilometrů, mají dlouhodobé účinky na klima, a proto jsou tyto erupce důležité pro paleoklimatické studie. Plíniové erupce byly pojmenovány pro Plinyho mladšího, který pozoroval erupci Plinian z vrcholu Vesuvu, který zničil Pompeje v roce 1979. Jiné slavné erupce Plinian zahrnují Tambora a Krakatoa.

Rizika sopky

Aktivní sopky jsou nejčastěji na aktivních hranicích desek a hotspotech. Hranice desek, kde je nejběžnější vulkanismus, jsou konvergující hranice desek, jako jsou subdukční zóny, kde je oceánská deska podrobována pod lehčí oceánskou kůrou nebo kontinentální kůrou, protože kontinentální kůra je vždy méně hustá než oceánská kůra. Sopky jsou také obyčejné v kontinentálních trhlinách, kde se kůra stane tenkou, že magma může snadno narušit povrch.To jsou oblasti, kde je největší sopečné nebezpečí.

Výbuchy mohou být pro místní lidské komunity velmi destruktivní. Rizika ze sopky zahrnují hromadné ztráty, popáleniny a padající úlomky.

Hromadné plýtvání spojené se sopkami

Sloupky

Sněhové srážky se mohou vyskytnout, když se masa blátivého materiálu oddělí od svahu sopky a sklouzne do koherentní jednotky. Takové sesuvy mohou být velice destruktivní pro okolní města.

Mudflows

Mudflowy mohou být také vyvolány vulkanickými erupcemi a vyskytují se, když se bahno chová jako tekutina vytvářející řeku bláta. Bláto toky jsou velmi husté a mohou přenášet balvany při vysokých rychlostech.

Lahary

Lahary jsou směs bahna, sopečného odpadu a vody. Jejich teploty jsou stovky stupňů Celsia a pohybují se při velmi vysokých rychlostech. Patří k nejvíce ničivým formám hromadného plýtvání spojené se sopečnými erupcemi.

Ashfalls

Výbušná vulkanická erupce může produkovat velké množství částeček popela, které mohou být přenášeny velkými vzdálenostem větrem. Popel může pokrývat střechy a zem a je velmi obtížně čistit. Sopečný popel je také velmi ostrý a zubatý a může poškodit automobily a letadla stejně jako plíce zvířat a lidí.

Padající úlomky

Při výbušných výbuchů mohou být roztavené horniny a minerální krystaly, které již v magmatu ztuhly, vyhozeny vysokou rychlostí. Rozsahy se pohybují od velikosti popela až po oblázky v případě lapilli na metr nebo více, v případě bloků a bomby. Létající vulkanické úlomky jsou také nebezpečné, protože se mohou srazit s budovami a jinými předměty, stejně jako s lidmi.

Předvídání výpadků

Neexistuje žádný způsob, jak předpovědět přesně, kdy dojde k erupci, ale existují náznaky, které ukazují, že je vypuknutí vulkanické erupce. Patří mezi ně zemětřesení roje a vypuknutí svahu sopky.

Zemětřesení rojů

Když se roztavená hornina pohybuje skrz komory pod povrchem, může to způsobit kaskádu zemětřesení, jak se roztavená hornina pohybuje proti stěnám komory. To nutně neznamená, že k výbuchu dojde, ale to znamená, že se roztavená hornina pohybuje a může se pohybovat směrem k vulkanickému průduchu.

Rozšíření terénu

Vzhledem k tomu, že plyn a magma se blíží k povrchu brzy vypuklé sopky, svah sopky může vypadat, že se protáhne nebo se deformuje jako plyn a magma tlačit proti skále. Toto prohloubení je obvykle detekovatelné pouze pomocí tiltmetrů.

Upozornění komunit v okolí

Většina sopky poblíž populačních center má týmy vulkanologů, kteří je monitorují a varují před potenciálně nebezpečnou činností. Existuje také barevný kódový systém, který používají vulkanologové k označení stupně nebezpečí vulkanické erupce.

Co je zemětřesení?

Zemětřesení se objevují, když je povrch otřásán nebo nějakým způsobem rušen kvůli vnitřním procesům uvnitř země. Zemětřesení jsou zpravidla způsobena sklouznutím mezi dvěma tělesy skály podél poruchy. Toto uklouznutí bude mít za následek seismické vlny. Podobné zemětřesení mohou nastat i na jiných planetách.

Zemětřesné vlny

Dva typy vln zapojených do příčin zemětřesení jsou povrchové vlny a vlny těla, které procházejí vnitřek Země.

Vlny těla

Tyto dva typy tělesných vln jsou p-vlny a s-vlny.

P-vlny

P-vlny jsou podélné vlny, což znamená, že oscilace způsobená vlnou je rovnoběžná s šířením vlny skále. Mohou cestovat jak pevnými tak tekutými složkami Země nebo jiným planetárním tělem. Jak se p-vlny pohybují skrz skalní stěna, materiál se stlačuje na vrcholcích vln a rozšiřuje se na žlaby.

S-vlny

S-vlny jsou příčné vlny, což znamená, že jejich oscilace je kolmá k jejich šíření. S-vlny jsou pomalejší než p-vlny. Ve skutečnosti znamená "s-vlna", "sekunda", zatímco "p" v p-vlně znamená primární, protože s-vlny přijdou po p-vlnách. Na rozdíl od p-vln, s-vlny mohou cestovat pouze přes pevný materiál a nebudou cestovat kapalinou nebo vzduchem. Jedním z důvodů, proč geofyzikové vědí, že Země má tekuté vnější jádro, je skutečnost, že v rámci vnitřního prostoru Země je oblast, ze které seizmické detektory nedostávají žádné s-vlny, pouze p-vlny.

Povrchové vlny

Povrchové vlny mohou přicházet v různých formách. Dva typy povrchových vln jsou vlny, které způsobují, že se země pohybuje bočně a vlny, které také způsobují svislé oscilace země. Povrchové vlny, které se stranou pohybují po zemi, se nazývají vlny lásky. Povrchové vlny, které také způsobují svislé oscilace povrchu, se nazývají Rayleighovy vlny.

Geologické nastavení zemětřesení

Zemětřesení jsou způsobeny především pohyby desek a pohybů podél poruch. Chyby jsou v podstatě trhliny v zemské kůře, které se aktivně deformují jako tělesa horniny na obou stranách poruchy sklouzávají proti sobě. Tento pohyb skalních těles je základem tektoniky desek.

Zemětřesení a závady

Zemětřesení jsou zpravidla způsobena pohybem skalních těles po poruchách. Existují tři typy poruch, při kterých dochází k seskupení zemětřesení. Normální poruchy, zpětné poruchy a transformační poruchy.

Normální závady

Normální závady jsou poruchy, kdy se dva tektonické bloky nebo tělesa horniny od sebe odtáhnou. Tyto poruchy se vyskytují v oblastech rozšíření, jako jsou rozptýlené kotliny a ve středních oceánských hřebenech, kde se tektonické desky od sebe liší. Tyto chyby jsou patrné také na jiných planetárních tělech, jako je Mars v oblasti Valles Marineris.

Zpětné poruchy

Zpětné poruchy se vyskytují tam, kde se dva tektonické bloky tlačí proti sobě. To může způsobit, že jeden blok je tah nahoru a přes další blok.Tento typ poruchy je obyčejný v poddukových zónách a na hřebenech vrásek planetárních těl, jako je Merkur, Měsíc a Mars, kde ochlazení planety způsobilo kontrakci kůry. Zpětné selhání je v důsledku toho spojeno s kompresí.

Transformovat poruchy

Transformační chyby se vyskytují, když se dva tektonické bloky pohybují bočně vůči sobě navzájem. Známý příklad transformační chyby je chyba San Andreas v americkém státě Kalifornie.

Šikmé chyby

Šikmé chyby vykazují jak reverzní / normální, tak transformační pohyb souvisejících tektonických bloků. Většina závažných poruch má segmenty, které vykazují různé stupně šikmosti.

Jak poruchy způsobují zemětřesení

Jak se tektonické bloky pohybují podél chyb, nepohybují se nepřetržitě. Když bloky klouže proti sobě, jsou zachyceny na výčnělcích podél stěn poruchové plochy nazvaných asperity. Jakmile jsou chyceni, tlak se zvětšuje na asperitách, dokud konečně nedochází k tomu, aby se oba horninové tělesa vzájemně zlomily nebo roztavily, čímž se bloky znovu posunuly. Toto rozbití asperity a následné posunutí bloků způsobuje zemětřesení.

Předvídání a měření zemětřesení

Vzhledem k povaze zemětřesení je téměř nemožné předvídat, kdy dojde k zemětřesení. To nejlepší, co lze ve většině případů udělat, je vyhnout se výstavbě budov, u kterých se pravděpodobně vyskytnou zemětřesení, jako například s poruchami a konstrukcí budov v oblastech, kde jsou společné zemětřesení, aby je odolaly.

Richterova stupnice

Rozsah stupnice Richter je měřítko použito pro výpočet velikosti zemětřesení. Veličina zemětřesení je energie uvolněná během události. Většina zemětřesení není vyšší než velikost 9. Velmi zřídka se vyskytnou rozsáhlé zemětřesení, což jsou některé z nejvíce ničivých zemětřesení, ke kterým došlo v historii Země. Velikost zemětřesení je omezena délkou související chyby. Na Zemi není žádná chyba dostatečně velká, aby udržovala zemětřesení o velikosti 10.

Podobnosti mezi vulkány a zemětřesení

Sopky a zemětřesení jsou spojeny s prasknutím, které se vyskytuje ve skále poblíž nebo na povrchu planetového těla.

Oba jsou také fenomény geologického původu, které představují vážné nebezpečí pro lidi. Také je obtížné předpovídat vulkanické erupce a zemětřesení.

Rozdíly mezi sopkami a zemětřesením

Přestože existují podobnosti mezi sopkami a zemětřesením, existují také významné rozdíly, které zahrnují následující skutečnosti.

Sopky se tvoří na povrchu Země, zatímco zemětřesení pocházejí z hloubky uvnitř kůry.
Sopky jsou také rysy planetových povrchů, zatímco zemětřesení jsou jen události, i když jsou spojeny s určitými rysy, jako jsou poruchy.
Sopky jsou tvořeny uvolněním plynu a magmatu. Zemětřesení jsou způsobeny pohybem po poruše.
Sopky vedou k vytvoření nové skály, zatímco zemětřesení prostě způsobují vlny, které narušují skálu.
Sopky mohou vytvářet významné úlomky přes popelnice, sesuvy půdy a tvorbu vlastností, jako jsou ignimbriti. Zemětřesení obvykle neprodukují významné nečistoty, ale úlomky budou způsobeny poruchami způsobenými zemětřesením.
Je možné předpovědět vulkanickou erupci několik týdnů až několik dní předem, ačkoli přesný čas erupce nelze předpovědět s žádnou přesností. Pravděpodobnost zemětřesení může být předpovězena, ale není možné určit časový rámec, kdy zemětřesení bude probíhat, jak je pravděpodobné, že se to stane v určitém okamžiku v budoucnu.

Sopka vs. zemětřesení: Srovnávací graf

Shrnutí sopky vs. zemětřesení

Sopky se tvoří, když magma přichází na povrch a způsobí prasknutí na povrchu umožňující vytvoření větracího otvoru. Jsou klasifikovány na základě mnoha faktorů, mezi které patří, mimo jiné, morfologie a rozsah erupce. Míra erupce je řízena složením magmatu a množstvím plynu uvnitř. Zemětřesení jsou zpravidla způsobena uklouznutím skalních těles na chybu. Sopky a zemětřesení jsou podobné v tom, že pocházejí jak z geologického původu, tak z obou způsobují povrchové jevy. Obě představují značné nebezpečí pro lidi. Jsou různé v tom, že sopky vybuchnou kvůli procesům, které se vyskytují velmi blízko povrchu Země, zatímco zemětřesení jsou obvykle způsobena poruchami, které často vznikají nejméně stovky metrů pod povrchem planety. Sopky jsou také prvky, které mohou produkovat četné související události, zatímco každé zemětřesení je jen geologická událost. Navíc sopky mají za následek vznik nových skal, zatímco zemětřesení způsobují seizmické vlny a otřesy horniny, nikoli však tvorbu nové skály. Sopky lze také předpovídat během několika dnů až týdnů, i když přesný čas nemůže být znám a předpovědi mohou být špatné, zatímco pouze pravděpodobnost zemětřesení lze předpovědět. Není možné určit časový rámec pro to, kdy nastane další zemětřesení.