Volkanizma

Magma Dünya yüzeyine çıktığında, erimiş kayaya lav adı verilir. Volkan, lavların katılaşarak kaya haline gelmesiyle oluşan bir tür kara oluşumudur. Volkanlar, yüzyıllardır insan toplumunun önemli bir parçası olmuştur, ancak levha tektoniği anlayışımız volkanlar daha az gizemli hale getirdikçe onlar hakkındaki anlayışımız büyük ölçüde artmıştır. Bu bölümde volkanın yeri, türü, tehlikeleri ve izlenmesi açıklanmaktadır.

Dağılım ve Tektonik

Şekil 4.25: Volkanların levha sınırları ile ilişkisi.

Çoğu volkan plakalar arası volkandır. Plakalar arası volkanlar, okyanus ortası sırtlarda, dalma-batma bölgelerinde ve kıtasal yarıklarda volkanizma tarafından oluşturulan aktif plaka sınırlarında bulunur. "Inter-" öneki arasında anlamına gelir. Bazı volkanlar interplate volkanlardır. "İntra-" öneki içinde anlamına gelir ve intraplate volkanlar tektonik plakaların içinde, plaka sınırlarından uzakta bulunur. Birçok levha içi volkan sıcak noktalar tarafından oluşturulmuştur.

Okyanus Ortası Sırtlarındaki Volkanlar

Şekil 4.26: Dünya genelindeki yayılma sırtlarının haritası.

Şekil 4.27: Hawai yakınlarında deniz tabanındaki yastık bazalt.

Dünya üzerindeki volkanizmanın çoğu, bir tür uzaklaşan levha sınırı olan okyanus ortası sırtlar boyunca okyanus tabanında meydana gelir. Bu plakalar arası volkanlar aynı zamanda en az gözlemlenen ve ünlü olanlardır, çünkü çoğu okyanusun 3.000-4.500 m (10.000-15.000 ft) altında yer alır ve patlamalar yavaş, yumuşak ve sızıntılıdır. Bunun bir istisnası İzlanda'daki plaka arası volkanlardır. Birbirinden uzaklaşan ve incelen okyanus plakaları sıcak manto kayasının yükselmesine izin vererek basıncı serbest bırakır ve dekompresyon erimesine neden olur. Büyük ölçüde peridotitten oluşan ultramafik manto kayası kısmen erir ve bazaltik magma oluşturur. Bu nedenle, okyanus tabanındaki neredeyse tüm volkanlar bazaltiktir. Aslında, okyanus litosferinin çoğu yüzeye yakın bazaltiktir ve altında faneritik gabro ve ultramafik peridotit bulunur.

Şekil 4.28: Dev (6'+) tüp solucan kolonisi içeren siyah dumanlı hidrotermal menfez.

Bazaltik lavlar su altında püskürdüğünde küçük patlamalar halinde ortaya çıkar ve/veya yastık bazalt adı verilen yastık şekilli yapılar oluşturur. Bu deniz tabanı patlamaları, okyanus ortasındaki sırtların etrafındaki derin okyanusta tüm su altı ekosistemlerinin gelişmesini sağlar. Bu ekosistem, kara dumanlılar olarak da bilinen derin deniz hidrotermal bacaları olarak adlandırılan siyah, sıcak mineral bakımından zengin su yaymakta olan uzun bacaların etrafında bulunmaktadır.

Şekil 4.29: Hidrotermal havalandırma alanlarının dağılımı.

Fotosentezi destekleyecek güneş ışığı olmadan, bu organizmalar bunun yerine kemosentez adı verilen bir işlem kullanırlar. Bazı bakteriler, çürük yumurta gibi kokan bir gaz olan hidrojen sülfürü (H2S) yaşamı destekleyen besinlere ve suya dönüştürebilmektedir. Daha büyük organizmalar bu bakterileri yiyebilir veya vücutlarında simbiyotik olarak yaşayan bakteriler tarafından üretilen besinleri ve suyu emebilirler. Videolar, derin deniz hidrotermal bacalarının çevresinde bulunan ekosistemlerden bazılarını gösteriyor.

Yitim Bölgelerindeki Volkanlar

Şekil 4.30: Volkanların gezegen üzerindeki dağılımı. Volkan dağılımlarının interaktif haritası için buraya tıklayın.

Volkanizma için en yaygın ikinci konum, bir tür yakınlaşan plaka sınırı olan dalma-batma bölgelerine bitişiktir. Dalma-batma süreci, alçalan levhadaki hidratlı minerallerden suyu dışarı atar ve bu da üstteki manto kayasında akı erimesine neden olur. Dalma-batma volkanizması volkanik bir yayda meydana geldiğinden, kalınlaşmış kabuk kısmi erimeyi ve magma farklılaşmasını teşvik eder. Bunlar, mantodan gelen mafik magmayı daha silika bakımından zengin magmaya dönüştürür. Örneğin, Pasifik Okyanusu'nu çevreleyen Ateş Çemberi, çoğunlukla silis bakımından zengin lavların dalma-batma kaynaklı püskürmelerinin hakimiyetindedir; volkanlar ve plütonlar büyük ölçüde andezit, riyolit, ponza ve tüf gibi intermediate ila felsik kayalardan oluşur.

Kıta Yarıklarındaki Volkanlar

Şekil 4.31: Beaver, Utah yakınlarındaki Black Rock Çölü'nün bazaltik kül konileri.

Bazı volkanlar, Afrika'daki Doğu Afrika Rift Havzası gibi, birbirinden uzaklaşan litosferik plakaların kabuk incelmesine neden olduğu kıtasal yarıklarda oluşur. Kıtasal riftleşme olmaksızın kabuk incelmesinin neden olduğu volkanizma Kuzey Amerika'daki Basin and Range Bölgesinde bulunur. Bu bölgede volkanik aktivite, üstteki kabuğu geren yükselen magma tarafından üretilir. Alt kabuk veya üst manto malzemesi incelmiş kabuk boyunca yükselir, basıncı serbest bırakır ve dekompresyon kaynaklı kısmi erimeye uğrar. Bu magma çevresindeki kayadan daha az yoğundur ve bazaltik lav olarak püskürerek kabuktan yüzeye doğru yükselmeye devam eder. Bu patlamalar genellikle sel bazaltları, kül konileri ve bazaltik lav akıntıları ile sonuçlanır. Nispeten genç bazaltik lav konileri, güney-orta Utah'ta, Basin and Range kabuk uzanımı bölgesinin bir parçası olan Black Rock Desert Volkanik Alanında bulunabilir. Bu Utah kül konileri ve lav akıntıları yaklaşık 6 milyon yıl önce püskürmeye başlamış ve son püskürme 720 yıl önce gerçekleşmiştir.

Sıcak Noktalar

Şekil 4.32: Hareket etmeyen bir magma kaynağını (manto plüsü) ve hareket eden bir bindirme plakasını gösteren diyagram.

Sıcak noktalar, levha içi volkanizmanın ana kaynağıdır. Sıcak noktalar, litosferik plakalar, mantonun derinliklerinden kaynaklanan katı ısıtılmış kayaçtan oluşan yükselen bir sütun olan sıcak bir manto kabarcığı üzerinde süzüldüğünde meydana gelir. Manto kabarcığı, malzeme yükseldikçe eriyik üretir ve magma daha da yükselir. Yükselen magma litosferik kabuğa ulaştığında, onlarca ila yüzlerce kilometre genişliğinde mantar şeklinde bir tepe şeklinde yayılır.

Şekil 4.33: Yellowstone sıcak noktasının milyonlarca yıl önceki farklı patlamaların yaşını gösteren izi.

Manto kabarcıklarının çoğu okyanus litosferinin altında yer aldığından, levha içi volkanizmanın ilk aşamaları tipik olarak su altında gerçekleşir. Zamanla, bazaltik volkanlar deniz tabanından Hawaii Adaları gibi adalara dönüşebilir. Kıtasal bir levhanın altında bir sıcak nokta bulunduğunda, sıcak mafik magma ile temas, üstteki felsik kayanın erimesine ve aşağıdaki mafik malzeme ile karışarak intermediate magma oluşturmasına neden olabilir. Ya da felsik magma yükselmeye devam edebilir ve soğuyarak granitik bir batolit haline gelebilir veya felsik bir volkan olarak patlayabilir. Yellowstone kalderası, patlayıcı bir püskürme ile sonuçlanan sıcak nokta volkanizmasına bir örnektir.

Şekil 4.34: Hawaiian-Emperor deniz dibi ve ada zinciri.

Volkan Özellikleri ve Türleri

Şekillerine, püskürme tarzlarına, magmatik bileşimlerine ve diğer özelliklerine bağlı olarak birkaç farklı volkan türü vardır.

Şekil 4.35: Parazit konisi Shastina ile Washington eyaletindeki Shasta Dağı.

Şekilde tipik bir stratovolkanın temel özellikleri gösterilmektedir: 1) magma odası, 2) litosferin üst katmanları, 3) lavın püskürdüğü kanal veya dar boru, 4) volkanın tabanı veya kenarı, 5) volkanın katmanları arasında bir magma eşiği, 6) eşiğe giden bir diyapir veya besleyici tüp, 7) önceki patlamalardan kalan tephra (kül) katmanları, 8 ve 9) menfezden püsküren ve volkanın kenarlarından aşağı akan lav katmanları, 10) volkanın tepesindeki krater, 11) parazitik bir koni olan (12) üzerindeki lav ve tephra katmanları. Parazit koni, Shasta Dağı'ndaki Shastina gibi daha büyük bir volkanın yan tarafında bulunan küçük bir volkandır. Mauna Loa'nın kanadında yer alan Kilauea parazit koni olarak kabul edilmez çünkü kendine ait ayrı bir magma odası vardır, 13) parazit ve ana volkanın bacaları, 14) kraterin kenarı, 15) patlamayla gökyüzüne savrulan kül bulutları; bunlar tekrar volkanın ve çevresindeki arazinin üzerine çöker.

Şekil 4.36: Oregon'daki Krater Gölü yaklaşık 7700 yıl önce Mazama Dağı'nın patlamasının ardından oluşmuştur.

Oregon'daki Krater Gölü Kalderası gibi en büyük kraterler kaldera olarak adlandırılır. Birçok volkanik özellik, lavın temel bir özelliği olan viskozite tarafından üretilir. Viskozite, bir akışkanın akmaya karşı gösterdiği dirençtir. Düşük viskoziteli magma, Hawai'i'de kalkan volkanlarında meydana gelen bazaltik volkanizma gibi şurup gibi kolayca akar. Yüksek viskozite, diş macununa benzer şekilde yavaş akan, tipik olarak felsik veya orta kalınlıkta ve yapışkan bir magma anlamına gelir.

Kalkan Volkanı

Şekil 4.37: Hawai'i'deki Kilauea.

En büyük volkanlar kalkan volkanlardır. Geniş, düşük açılı kanatlar, tepede küçük bacalar ve mafik magma odaları ile karakterize edilirler. Adı, bir ortaçağ savaşçısının kalkanını andıran yandan görünümünden gelmektedir. Tipik olarak sıcak noktalar, okyanus ortası sırtlar veya yükselen üst manto malzemesine sahip kıtasal yarıklarla ilişkilidirler. Alçak açılı kanatlar, uzun mesafelere yayılan çok sayıda düşük viskoziteli bazaltik lav akıntılarından yavaşça oluşmuştur. Bazaltik lavlar etkili bir şekilde püskürür, yani püskürmeler küçük, yerel ve öngörülebilirdir.

Şekil 4.38: Kiluea'nın 2018'deki patlaması, burada bir yoldan geçerken gösterilen yüksek viskoziteli lavları üretmiştir. Bu patlama çok sayıda maddi hasara neden olmuştur.

Genellikle, kalkan volkanı patlamaları insan hayatı için büyük bir tehlike oluşturmaz. Ancak 2018'de Kilauea (Hawaii) volkanının patlamaları, karakteristik olmayan şekilde büyük lavları üreterek yollara ve yapılaraı zarar verdi. Hawai'i'deki Mauna Loa (USGS sayfasına bakınız) ve Kilauea (USGS sayfasına bakınız) kalkan volkanlara örnektir. Kalkan volkanlar ayrıca İzlanda, Galapagos Adaları, Kuzey Kaliforniya, Oregon ve Doğu Afrika Rift'inde de bulunur.

Şekil 4.39: Olympus Mons, Mars'taki devasa bir kalkan volkanı, güneş sistemindeki en büyük volkan, Everest'in yüksekliğinden yaklaşık iki buçuk kat daha yüksekte duruyor.

Güneş Sistemi'ndeki en büyük volkanik yapı Mars'taki Olympus Mons'tur. Bu (muhtemelen sönmüş) kalkan yanardağı Arizona eyaleti büyüklüğünde bir alanı kaplamaktadır. Bu durum, yanardağın milyonlarca yıl boyunca bir sıcak nokta üzerinde patladığını gösterebilir; bu da Mars'ta levha tektoniği faaliyetinin çok az olduğu anlamına gelir.

Şekil 4.40: Ropey pahoehoe lavı.

Bazaltik lavlar, magma sıcaklığı, bileşimi ve çözünmüş gaz ve su buharı içeriğine bağlı olarak özel yeryüzü şekilleri oluşturur. İki ana bazaltik volkanik kaya türünün Hawaii dilinde isimleri vardır: Pahoehoe ve aa. Pahoehoe, kolayca iplikçikler halinde akan düşük viskoziteli lavlardan gelebilir.

Şekil 4.41: Bloklu a'a lavı.

Aa (bazen a'a veya ʻaʻā olarak yazılır ve "ah-ah" olarak telaffuz edilir) daha kıvamlıdır ve ufalanmış bloklu bir görünüme sahiptir. Bu iki akış türünü neyin oluşturduğuna dair kesin ayrıntılar halen tartışma konusudur. Felsik lavlar daha düşük sıcaklıklara ve daha fazla silikaya sahiptir ve bu nedenle daha yüksek viskoziteye sahiptir. Bunlar aynı zamanda aa tarzı akışlar oluşturur.

Şekil 4.42: Sonunda bir lav tüpü oluşturabilecek volkanik çatlak ve akıntı.

Düşük viskoziteli, hızlı akan bazaltik lav, dışarıdan bir tüp şeklinde sertleşme ve içten akmaya devam etme eğilimindedir. Lav akışı azaldığında, boş dış kabuk bir lav tüpü olarak kalabilir. Çökmüş çatılı ya da çatısız lav tüpleri Hawai'i, Kuzey Kaliforniya, Washington ve Oregon'daki Columbia Nehri Bazalt Platosu, New Mexico'daki El Malpais Ulusal Anıtı ve Idaho'daki Craters of the Moon Ulusal Anıtı'nda ünlü mağaralar oluşturmaktadır.

Şekil 4.43: Wyoming'deki Devils Kulesi'nde sütunlu birleşme vardır.

Çatlaklar, genellikle kalkan tarzı püskürmelerden kaynaklanan çatlaklardır. Çatlaklardan çıkan lavlar tipik olarak mafik ve çok akışkandır. 2018 Kiluaea patlaması, lav akıntılarıyla ilişkili çatlaklar içeriyordu. Bazı çatlaklar lav akıntılarından ziyade volkanik sismik faaliyetlerden kaynaklanmaktadır. İzlanda'da ıraksak sınıra paralel olarak bulunan yaygın çatlaklar gibi bazı çatlaklar levha tektoniğinden etkilenmektedir.

Şekil 4.44: İrlanda'daki Giant's Causeway'de sütunlu birleştirme.

Soğuyan lavlar, sütunlu birleşme adı verilen yarı altıgen kesitli sütunlar halinde büzülebilir. Bu özellik, Wyoming'deki ünlü Şeytan Kulesi'ni oluşturmaktadır ve muhtemelen çevresindeki lav ve kül katmanlarının erozyonla kaldırıldığı eski bir volkanik menfezdir. Sütunlu birleşimin iyi bilinen bir başka açık örneği de İrlanda'daki Giant's Causeway'dir.

Stratovolkan

Şekil 4.45: Tacoma, Washington üzerindeki Rainier Dağı kuleleri.

Kompozit koni volkanı olarak da adlandırılan stratovolkanın dik yanları, simetrik bir koni şekli, belirgin bir krateri vardır ve çevresindeki manzaranın üzerinde belirgin bir şekilde yükselir. Kompozit terimi, kül ve bomba gibi piroklastik parçaların ve farklı bileşimlere sahip katılaşmış lav akıntılarının değişen katmanlarını ifade eder. Örnekler arasında Washington eyaletindeki Rainier Dağı ve Japonya'daki Fuji Dağı sayılabilir.

Şekil 4.46: Japonya'daki Fuji Dağı, tipik bir stratovolkan, simetrik, artan eğim, tepede görünür krater.

Stratovolkanlar genellikle felsik ila orta magma odalarına sahiptir, ancak mafik lavlar bile üretebilirler. Stratovolkanlar, patlayıcı püskürmelerle noktalanan viskoz lav akışlarına ve kubbelere sahiptir. Bu da dik kanatlı volkanlar üretir.

Lav Kubbeleri

Şekil 4.47: Lav kubbeleri Washington'daki St Helens Dağı'nda yeniden inşa sürecini başlatmıştır.

Lav kubbeleri, riyolit ve obsidyen gibi silis bakımından zengin volkanik kaya birikimleridir. Kolayca akamayacak kadar viskoz olan felsik lavlar, havalandırma deliğinin yakınında bloklar halinde yığılma eğilimindedir. Lav kubbeleri genellikle bir stratovolkanın çökmüş kraterindeki bir menfezde oluşur ve iç genişleme ile büyür. Kubbe genişledikçe, dış yüzey soğur, sertleşir ve parçalanır ve gevşek parçalar yanlardan aşağı dökülür. Saint Helens Dağı, çökmüş bir stratovolkan kraterinin içindeki lav kubbesinin iyi bir örneğine sahiptir. Tek başına lav kubbelerine örnek olarak Şili'deki Chaiten ve Kaliforniya'daki Mammoth Dağı verilebilir.

Kaldera

Şekil 4.48: Mazama Dağı'ndaki olayların zaman çizelgesi.

Şekil 4.49: Büyücü Adası, Krater Gölü'ndeki kalderanın içinde yer almaktadır.

Kalderalar, volkanik bir yapının boş bir magma odasına çökmesiyle oluşan dik duvarlı, havza şeklindeki çöküntülerdir. Kalderalar genellikle çok büyüktür ve çapları 25 km'ye (15,5 mil) kadar çıkabilir. Kaldera terimi özellikle bir volkanik bacayı ifade eder; ancak sıklıkla bir volkan türünü tanımlamak için kullanılır. Kaldera volkanları tipik olarak yüksek uçucu madde içeriğine sahip yüksek viskoziteli felsik lavların püskürmesiyle oluşur.

Krater Gölü, Yellowstone ve Long Valley Kalderası bu tür volkanizmaya iyi birer örnektir. Oregon'daki Krater Gölü Ulusal Parkı'nda bulunan kaldera, yaklaşık 6.800 yıl önce bileşik bir volkan olan Mazama Dağı'nın büyük bir patlamayla püskürmesiyle oluşmuştur. Yanardağ büyük miktarlarda volkanik kül püskürtmüş ve magma odasını hızla boşaltarak tepenin daha sonra suyla dolan büyük bir çukura çökmesine neden olmuştur. Gölün ortasındaki Büyücü Adası, kaldera havzası içinde sonradan oluşmuş bir lav kubbesidir.

Şekil 4.50: Yellowstone çevresindeki kalderaların ve ilgili kayaların haritası.

Yellowstone volkanik sistemi yakın jeolojik geçmişte üç kez patlamış -2,1, 1,3 ve 0,64 milyon yıl önce- ardında üç kaldera havzası bırakmıştır. Her bir patlama büyük riyolit lav akıntılarının yanı sıra tüf oluşumlarına katılaşan piroklastik akıntılar yaratmıştır. Bu ekstra büyük patlamalar magma odasını hızla boşaltarak çatının çökmesine ve bir kaldera oluşmasına neden oldu. Üç kalderadan en genci Yellowstone Ulusal Parkı'nın büyük bir kısmını ve iki adet yeniden canlanan lav kubbesini içermektedir. Kalderalar, patlamalarından bu yana geçen süre ve ardından gelen erozyon ve buzullaşma nedeniyle bugün zor görülebilmektedir.

Yellowstone volkanizması yaklaşık 17 milyon yıl önce Oregon/Nevada sınırı yakınlarında Kuzey Amerika litosferik plakasının altında bir sıcak nokta olarak başlamıştır. Levha durağan sıcak noktanın üzerinden güneybatıya doğru hareket ederken, arkasında geçmiş volkanik faaliyetlerin izini bıraktı. Idaho'nun Snake River Ovası, bir dizi kaldera ve lav akıntısı üreten volkanizma sonucu oluşmuştur. Levha sonunda, sıcak nokta volkanizmasının Yellowstone kalderalarını oluşturduğu kuzeybatı Wyoming'deki mevcut konumuna ulaştı.

Şekil 4.51: Pembe gölgeli üç Yellowstone patlaması (Mesa Falls, Huckleberry Ridge ve Lava Creek), Bisho Tuff kül yatağı (kahverengi kesikli çizgi) ve modern 18 Mayıs 1980 kül yağışı (sarı) dahil olmak üzere Kuzey Amerika'da bulunan birkaç önemli kül yatağı.

Mammoth, Kaliforniya yakınlarındaki Long Valley Kalderası, 760.000 yıl önce meydana gelen büyük bir volkanik patlamanın sonucudur. Patlama, Yellowstone patlamalarına benzer bir şekilde Amerika Birleşik Devletleri'nin dört bir yanına muazzam miktarda kül saçtı. Kaliforniya, Bishop yakınlarındaki Bishop Tuff yatağı bu patlamanın küllerinden oluşmuştur. Mevcut kaldera havzası 17 km'ye 32 km'dir (10 mil'e 20 mil) ve Mammoth Lakes kasabasını, büyük kayak merkezini, havaalanını, ana otoyolu, yeniden canlanan kubbeyi ve birkaç kaplıcayı içerecek kadar büyüktür.

Kül Konisi

Şekil 4.52: Sunset Crater, Arizona bir kül konisidir.

Kül konileri dik kenarları olan küçük volkanlardır ve belirgin bir merkezi menfezden fırlatılan piroklastik parçalardan oluşur. Küçük parçalara kül, en büyüklerine ise volkanik bomba denir. Püskürmeler genellikle kısa ömürlü olaylardır ve tipik olarak yüksek oranda uçucu madde içeren mafik lavlardan oluşur. Sıcak lav havaya püskürür, soğur ve yanardağın yan tarafında biriken parçalar halinde katılaşır. Kül konileri Kuzey Amerika'nın batısında bulunur.

Resim 4.53: 1943 yılında Parikutin'in doğumundan kısa bir süre sonra.

Şekil 4.54: Parícutin'den çıkan lavlar yerel kiliseyi kaplamış ve Meksika'nın San Juan kasabasını tahrip etmiştir.

Yakın tarihli ve çarpıcı bir kül konisi örneği, Meksika'nın Parícutin köyü yakınlarında 1943 yılında başlayan patlamadır. Kül konisi, bir çiftçinin tarlasının ortasındaki menfezden patlayarak kül püskürtmeye başladı. Volkanizma koniyi bir hafta içinde 90 m (300 ft), ilk 8 ay içinde ise 365 m (1.200 ft) yüksekliğe çıkarmıştır. Gazların ve küllerin ilk patlayıcı püskürmesinden sonra, koninin tabanından bazaltik lavlar dökülmüştür. Bu, kül konileri için yaygın bir olay sırasıdır: şiddetli patlama, koni ve krater oluşumu, tabandan düşük viskoziteli lav akışı. Kül konisi, kraterin tepesine yükselen bir lav sütununu destekleyecek kadar güçlü değildir, bu nedenle lav kırılır ve yanardağın dibine yakın bir yerde ortaya çıkar. Dokuz yıl süren patlama faaliyeti sırasında kül yağışı yaklaşık 260 km2 (100 mi2) alanı kaplamış ve yakındaki San Juan kasabasını tahrip etmiştir.

Mafik lav

Şekil 4.55: Dünya sel bazaltları haritası. En büyüğünün Sibirya Kapanları olduğuna dikkat ediniz.

Modern zamanlarda gözlemlenmemiş nadir bir volkanik patlama türü sel bazalttır. Sel bazaltları bilinen en büyük ve en düşük viskoziteli püskürme türlerinden bazılarıdır. İnsanlık tarihindeki herhangi bir patlamadan bilinmemektedirler, bu nedenle patlamanın kesin mekanizmaları hala gizemini korumaktadır. Bazı ünlü örnekler arasında Washington, Oregon ve Idaho'daki Columbia Nehri Taşkın Bazaltları, Hindistan ülkesinin yaklaşık 1/3'ünü kaplayan Deccan Kapanları ve Dünya'nın en büyük kitlesel yok oluşunda rol oynamış olabilecek Sibirya Kapanları sayılabilir.

Şekil 4.56: Magmatik kaya türleri ve ilgili volkan türleri. Okyanus ortası sırtları ve kalkan volkanları daha mafik bileşimleri temsil eder ve strato (bileşik) volkanlar genellikle daha orta veya felsik bir bileşimi ve yakınsak bir plaka tektonik sınırını temsil eder. Volkan tipleri ve magmatik kayaç bileşiminin bu genelleştirilmiş düzeninin istisnaları olduğunu unutmayın.

Volkanik Tehlikeler ve İzleme

Şekil 4.57: Volkanik tehlikelerin genel diyagramı.

En belirgin volkanik tehlike lavlar olsa da, volkanların yarattığı tehlikeler lav akıntılarının çok ötesine geçmektedir. Örneğin, 18 Mayıs 1980'de Saint Helens Dağı (Washington, Amerika Birleşik Devletleri), dağın üst 400 metresini (1.300 ft) ortadan kaldıran bir patlama ve toprak kaymasıyla patlamıştır. İlk patlamanın hemen ardından, yaklaşık 600 km2 (230 mi2) ormanlık alanı sıcak kül ve enkazla kaplayan bir piroklastik akıntıya neden olan bir yan patlama meydana gelmiştir. Piroklastik akış 80-130 kph (50-80 mph) hızla hareket ederek ağaçları dümdüz etti ve havaya kül bulutları püskürttü. USGS videosu, 57 kişinin ölümüne neden olan bu patlamaya ilişkin bir açıklama sunmaktadır.

Şekil 4.58: Vezüv'ün MS 79 yılındaki patlamasından kalan insan kalıntıları.

MS 79 yılında İtalya'nın Napoli kenti yakınlarında bulunan Vezüv Yanardağı şiddetli bir şekilde patlamış ve Herculaneum ve Pompeii kentleri de dahil olmak üzere Roma kırsalına piroklastik bir akıntı göndermiştir. Gömülü kentler 18. yüzyılda yapılan bir arkeolojik keşif gezisinde keşfedilmiştir. Pompeii, külle boğulmuş ve 10 fit (3 m) kül, ponza lapilli ve çökmüş çatılarla kaplanmış insanların kalıntılarını (kalıplarını) içermesiyle ünlüdür.

Şekil 4.59: St. Helens Dağı, 18 Mayıs 1980 patlamasından bir gün önce (solda) ve büyük patlamadan 4 ay sonra (sağda).

Şekil 4.60: 18 Mayıs 1980'de Washington'daki Saint Helens Dağı'nın patlamasından bir görüntü.

Piroklastik Akıntılar

Şekil 4.61: Patlama sütunundan aşağı inen malzeme bir piroklastik akıştır.

En tehlikeli volkanik afet piroklastik akıntılardır (video). Bu akıntılar lav blokları, pomza, kül ve 200°C-700°C (400°F-1.300°F) arasındaki sıcak gazların bir karışımıdır. Türbülanslı kül ve gaz bulutu dik kanatlardan aşağıya doğru 193 kph'ye (120 mph) varan yüksek hızlarda bileşik volkanların etrafındaki vadilere doğru ilerler. Kompozit koniler gibi çoğu patlayıcı, silis bakımından zengin, yüksek viskoziteli magma volkanları genellikle piroklastik akıntılara sahiptir. Kaya tüfü ve kaynaklı tüf genellikle bu piroklastik akıntılardan oluşur.

Şekil 4.62: Pierre'in kalıntıları.

Ölümcül piroklastik akıntılara ilişkin çok sayıda örnek bulunmaktadır. 2014 yılında Japonya'daki Ontake Dağı piroklastik akıntısı 47 kişinin ölümüne neden olmuştur. Akışa, magmanın yeraltı suyunu ısıtarak buhara dönüştürmesi ve ardından kül ve volkanik bombalarla birlikte hızla dışarı atılması neden oldu. Bazıları zehirli gazlar ve sıcak kül soluyarak ölürken, diğerleri volkanik bombalarla vuruldu. Aşağıdaki iki kısa video piroklastik akıntıların görgü tanığı videolarını belgelemektedir. 1990'ların başında Unzen Dağı birkaç kez piroklastik akıntılarla patlamıştır. Bu ünlü kısa videoda gösterilen piroklastik akıntı 41 kişinin ölümüne neden olmuştur. 1902 yılında Karayipler'deki Martinik Adası'nda bulunan Pelee Dağı şiddetli bir piroklastik akıntıyla patlamış ve St Pierre kasabasının tamamını yok ederek 28.000 kişinin ölümüne yol açmıştır.

Heyelanlar ve Heyelan Kaynaklı Tsunamiler

Şekil 4.63: St. Helens Dağı için olay sırası, 18 Mayıs 1980. Bir depremin toprak kaymasına neden olduğuna, bunun da dağın "mantarının açılmasına" yol açarak patlamayı başlattığına dikkat ediniz.

Bir volkanın dik ve dengesiz kanatları yamaç çökmesine ve tehlikeli toprak kaymalarına yol açabilir. Bu heyelanlar magma hareketi, patlayıcı püskürmeler, büyük depremler ve/veya şiddetli yağışlarla tetiklenebilir. Helens Dağı'nın 1980 yılındaki patlaması sırasında yanardağın kuzey kanadının tamamı çökmüş ve 160-290 kph (100-180 mph) hızla hareket eden büyük bir heyelan meydana gelmiştir.

Yeterli miktarda heyelan malzemesi okyanusa ulaşırsa tsunamiye neden olabilir. 1792 yılında Unzen Dağı patlamasının neden olduğu bir toprak kayması Ariaka Denizine ulaşarak 15.000 kişinin ölümüne neden olan bir tsunamiye yol açmıştır. (USGS sayfasına bakınız). Endonezya'daki Krakatau Dağı 1883 yılında patladığında, deniz seviyesinden 40 m (131 ft) yükseğe çıkan okyanus dalgaları oluşturdu. Tsunami 36,000 kişinin ölümüne ve 165 köyün yok olmasına neden olmuştur.

Tephra

Şekil 4.64: Aman, Endonezya'daki Kelud patlamasından çıkan külleri süpürüyor.

Volkanlar, özellikle de bileşik volkanlar, büyük miktarlarda tephra (fırlatılan kaya malzemeleri), özellikle de kül (0,08 inçten [2 mm] daha küçük tephra parçaları) fırlatır. Daha büyük tephra daha ağırdır ve menfeze daha yakın düşer. Daha büyük bloklar ve bombalar, daha önce tartışılan Japonya'daki 2014 Ontake Dağı felaketinde olduğu gibi patlamaya yakın olanlar için tehlike oluşturmaktadır.

Şekil 4.65: Volkanik küldeki silika parçacıklarının mikrografı. Bunlardan oluşan bir bulut, bir uçak ya da otomobil motorunu tahrip edebilir.

Sıcak kül, patlamanın yakınında bulunan insanlar, hayvanlar, bitkiler, makineler, yollar ve binalar için acil bir tehlike oluşturmaktadır. Kül ince tanelidir (< 2 mm) ve patlama alanından uzun mesafeler boyunca havadan taşınabilmektedir. Ağır kül birikintileri binaların çökmesine neden olabilir. İnsanlarda silikozis gibi solunum sorunlarına neden olabilir. Kül, uçak ve otomobil motorları için yıkıcıdır ve bu da ulaşım ve nakliye hizmetlerini aksatabilir. 2010 yılında İzlanda'daki Eyjafjallajökull yanardağı üst atmosfere büyük bir kül bulutu yayarak İkinci Dünya Savaşı'ndan bu yana Kuzey Avrupa'daki en büyük hava ulaşımı kesintisine neden oldu. Kimse yaralanmadı, ancak hizmet kesintisinin dünya ekonomisine milyarlarca dolara mal olduğu tahmin ediliyor.

Volkanik Gazlar

Magma yüzeye doğru yükseldikçe sınırlayıcı basınç azalır ve çözünmüş gazların atmosfere kaçmasına izin verir. Aktif olarak patlamayan volkanlar bile karbondioksit (CO2), sülfür dioksit (SO2), hidrojen sülfür (H2S) ve hidrojen halojenürler (HF, HCl veya HBr) gibi tehlikeli gazlar yayabilir.

Karbondioksit çöküntülerde ve havzalarda batma ve birikme eğilimindedir. Karbondioksit yaydığı bilinen volkanik bölgelerde, alçakta kalan alanlar bu renksiz ve kokusuz gazın tehlikeli konsantrasyonlarını hapsedebilir. Kaliforniya'daki Mammoth Dağı Kayak Merkezi, Long Valley Kalderası içinde yer almaktadır ve karbondioksit üreten volkanizma alanlarından biridir. 2006 yılında üç kayak devriyesi üyesi, bir fumarole yakın bir kar çukuruna düştükten sonra karbondioksit nedeniyle boğularak ölmüştür (bilgi).

Nadir durumlarda, volkanizma uyarı olmaksızın ani bir gaz emisyonu yaratabilir. Limnik patlamalar (limne Yunanca göl demektir), aktif volkanizma ile ilişkili krater göllerinde meydana gelir. Bu göllerdeki su, yüksek konsantrasyonlarda çözünmüş gazlarla aşırı yüklüdür. Eğer su bir heyelan veya depremle fiziksel olarak sarsılırsa, bu durum çözeltiden ani ve büyük miktarda gaz salınımını tetikleyebilir. Benzer bir örnek olarak, kapağı açıldığında şiddetle çalkalanan gazlı içecek şişesine ne olduğu verilebilir. Kamerun'daki Nyos Gölü'nde 1986 yılında kötü şöhretli bir kireç patlaması meydana gelmiştir. Büyük miktarda karbondioksit salınımı nedeniyle yaklaşık 2.000 kişi hayatını kaybetmiştir.

Laharlar

Şekil 4.66: Çamur çizgisi, St. Helens Dağı çevresindeki laharların boyutunu göstermektedir.

Lahar Endonezce bir kelimedir ve hızla eriyen kar veya buzullardan oluşan volkanik çamur akışını tanımlamak için kullanılır. Laharlar ıslak betona benzeyen bulamaçlardır ve su, kül, kaya parçaları ve diğer döküntülerden oluşur. Bu çamur akıntıları volkanların ya da yeni püskürmüş küllerle kaplı dağların eteklerinden aşağı doğru akar ve dik yamaçlarda saatte 80 kilometreye (50 mil/saat) kadar hıza ulaşabilir.

Şekil 4.67: Tacoma, Washington çevresindeki eski laharlar.

Tacoma da dahil olmak üzere birçok büyük şehir, Washington'daki Rainier Dağı'nı çevreleyen sel ovaları boyunca kilometrelerce uzanan tarih öncesi lahar akıntıları üzerinde yer almaktadır (haritaya bakınız). Oregon'daki Baker Dağı haritası, lahar akıntıları için benzer bir potansiyel tehlikeyi göstermektedir (haritaya bakınız). Yakın geçmişte, 1985 yılında Kolombiya'daki Nevado del Ruiz yanardağından gelen laharın Armero kasabasını sular altında bırakması ve tahminen 23.000 kişinin ölümüne yol açması trajik bir senaryoydu.

Önceki Ders: Magma Üretimi

Sonraki Ders: Magmatik Süreçler ve Volkanlar - Özet

Bu Blogda Ara

Üniversite Dersleri