3.4. Τέφρα και πυροκλαστικά πετρώματα

ΓΕΝΙΚΑ
ΠΥΡΟΚΛΑΣΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ
ΠΥΡΟΚΛΑΣΤΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ
ΠΥΡΟΚΛΑΣΤΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ ΠΤΩΣΗΣ

ΓΕΝΙΚΑ
 
Αποθέσεις τέφρας (Σαντορίνη). Photo: Σολδάτος Τ.
Η εκρηκτική δράση των αερίων έχει ως αποτέλεσμα τον κατακερματισμό του μάγματος και των πετρωμάτων. Όσο πιο εκρηκτική η ηφαιστειακή δράση τόσο πιο έντονος ο κατακερματισμός.
  • Πυροκλαστικά (pyroclasts)
    Είναι τα μεμονωμένα ηφαιστειακά θραύσματα.
     
  • Τέφρα (tephra)
    Είναι το σύνολο των πυροκλαστικών θραυσμάτων που εκτοξεύονται από τον πόρο κατά τη διάρκεια των εκρηκτικών ηφαιστειακών δράσεων. Η τέφρα αποτελείται από χαλαρά υλικά.
     
  • Πυροκλαστικό πέτρωμα (pyroclastic rock)
    Είναι το συμπαγές πέτρωμα που σχηματίζεται από τη στερεοποίηση των πυροκλαστικών υλικών.

ΠΥΡΟΚΛΑΣΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ
 
Τα πυροκλαστικά υλικά ταξινομούνται ανάλογα με το μέγεθός τους:
 
  • Στάχτη

Η στάχτη (ash) έχει μέγεθος < 2 mm. Αποτελείται κυρίως από πολύ λεπτόκοκκα υαλώδη θρύψαλα (shards), αλλά και από θρυμματισμένους κρυστάλλους και λιθικά.

Ηφαιστειακή στάχτη. Photo: Wieprecht DE. Ηφαιστειακή στάχτη (Αγία Ελένη, ΗΠΑ). Η έκρηξη του 1980 παρήγαγε 1 κυβικό km στάχτης.  Photo: USGS. Ηφαιστειακή στάχτη. Φωτογραφία από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (SEM) όπου διακρίνονται τα διάφορα είδη θρυψάλων. Photo: Sarna-Wojcicki AM.
 
  • Λιθάρια

Τα λιθάρια (lapilli) έχουν μέγεθος 2-64 mm. Αποτελούνται από πυροκλαστικά υλικά μεγέθους μπιζελιού έως κάστανου. Συχνά μοιάζουν με κάρβουνα. Σε εκρήξεις με συμμετοχή νερού η υγρή στάχτη μπορεί να σχηματίσει σφαιρόμορφα λιθάρια που ονομάζονται λιθάρια επαύξησης (accretionary lapilli).

Λιθάρια (Kilauea, Χαβάη). Photo: USGS. Λιθάρια (Σαντορίνη). Photo: Κορωναίος Α. Λιθάρια (Asama, Ιαπωνία). Photo: Owada M..
 
  • Τεμάχη και βολίδες

Τα τεμάχη (blocks) και οι βολίδες (bombs) έχουν μέγεθος >64 mm. Οι ηφαιστειακές βολίδες εκτινάσσονται ως πυρακτωμένη λάβα, και στερεοποιούνται κατά την τροχιά τους στον αέρα παίρνοντας αεροδυναμικά σχήματα. Τα τεμάχη εκτινάσσονται ως στερεά θραύσματα με γωνιώδη σχήματα.

     
Ηφαιστειακη βολίδα (Αίτνα, Ιταλία). Photo: Alean J. Ηφαιστειακη βολίδα που η επιφάνεια μοιάζει με κόρα ψωμιού (breadcrust bomb) (Νέα Καμένη, Σαντορίνη). Photo: Σολδάτος Τ. Τέμαχος (Σαντορίνη). Photo: Σολδάτος Τ.
 
Εκτός από την παραπάνω ταξινόμηση με βάση το μέγεθος, μπορούμε να βρούμε και άλλες μορφές πυροκλαστικών με βάση τα φυσικά χαρακτηριστικά τους:
  • Δάκρυα της Pele (Pele΄s tears)
    Είναι λιθάρια βασαλτικής λάβας, τα οποία ψύχθηκαν πολύ γρήγορα κατά την εναέρια τροχιά τους και πήραν σταγονοειδή μορφή.
     
  • Μαλλιά της Pele (Pele΄s hair)
    Εάν επικρατούν ισχυροί άνεμοι τα τηγμένα θραύσματα παράγουν τριχοειδή σώματα.
     
  • Συγκολλημένη σκωρία (spatter)
    Είναι κομμάτια λάβας, τα οποία μετά την εκτόξευσή τους παραμένουν λίγο στον αέρα, έτσι ώστε πέφτοντας στο έδαφος είναι ακόμη υγρά.
     
  • Κίσσηρη (pumice) - Ρετικουλίτης (reticulite)
    Είναι πυροκλαστικά υλικά μεγέθους λιθαριών ή βολίδων που έχουν έντονα πορώδη εμφάνιση λόγω της απότομης διαφυγής αερίων και της δημιουργίας κοιλοτήτων. Στην περίπτωση που η λάβα είναι όξινη προκύπτει η κίσσηρη ενώ στην περίπτωση που η λάβα είναι βασική προκύπτει ο ρετικουλίτης. Η κίσσηρις έχει πολύ μικρή πυκνότητα, λόγω των κοιλοτήτων, και επιπλέει στο νερό. Ο ρετικουλίτης έχει ακόμη μικρότερη πυκνότητα, διότι οι κοιλότητες καταλαμβάνουν το 98% του όγκου του. Εντούτοις, αντίθετα με την κίσσηρη, αυτός δεν επιπλέει στο νερό, διότι τα τοιχώματα των κοιλοτήτων είναι σπασμένα.
     
  • Σκωρία (scoria)
    Η σκωρία έχει και αυτή πορώδη μορφή μόνο που οι κοιλότητες είναι μικρότερες και τα τοιχώματά τους παχύτερα. Προκύπτει συνήθως από την ψύξη βασικών λαβών.
     
Δάκρυα της Πελέ (Χαβάη). Photo: Griggs JD. Μαλλιά της Πελέ. (Kilauea, Χαβάη). Photo: Peterson DW. Συγκολλημένες σκωρίες (Kilauea, Χαβάη). Photo: Mattox TN.
 
Κίσσηρη (Σαντορίνη). Photo: Σολδάτος Τ. Ρετικουλίτης (Kilauea, Χαβάη). Photo: Griggs JD. Σκωρία. Photo: Κορωναίος Α.

ΠΥΡΟΚΛΑΣΤΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ
 
Ενίοτε τα χαλαρά πυροκλαστικά υλικά συγκολλούνται ή συμπαγοποιούνται και σχηματίζουν συμπαγή πυροκλαστικά πετρώματα. Αυτά διακρίνονται με βάση το ποσοστό των πυροκλαστικών υλικών από τα οποία αποτελούνται:
  • Τόφφος (tuff, ash tuff).
    Πέτρωμα που αποτελείται κυρίως από στάχτη.
     
  • Τόφφος λιθαριών (lapilli tuff).
    Πέτρωμα που αποτελείται κυρίως από λιθάρια.
     
  • Τοφφικό λατυποπαγές (tuff breccia).
    Πέτρωμα που αποτελείται από 25-75% τεμάχη ή/και βολίδες.
     
  • Πυροκλαστικό λατυποπαγές (pyroclastic breccia).
    Πέτρωμα που αποτελείται τουλάχιστον από 75% τεμάχη και βολίδες.
     
  • Σύναγμα (agglomerate).
    Πέτρωμα που αποτελείται τουλάχιστον από 75% βολίδες.
     
  • Σύμφυρμα (agglutinate).
    Πέτρωμα που αποτελείται από συγκολλημένα βασαλτικά θραύσματα.
     
Τόφφος (Έβρος). Photo: Σολδάτος Τ. Τόφφος λιθαριών. Photo: Τοφφικό λατυποπαγές Photo:
 
Πυροκλαστικό λατυποπαγές Photo: Σύναγμα. Photo: Yukon Σύμφυρμα (Idaho, ΗΠΑ). Photo: Harwood R.

ΠΥΡΟΚΛΑΣΤΙΚΕΣ ΑΠΟΘΕΣΕΙΣ ΠΤΩΣΗΣ
 
Πυροκλαστικές αποθέσεις πτώσης (pyroclastic airfall deposits) περιέχουν πυροκλαστικά υλικά που είναι πιο αδρόκοκκα (βολίδες έως λιθάρια) κοντά στον ηφαιστειακό πόρο και γίνονται βαθμιαία πιο λεπτόκοκκα (λιθάρια έως στάχτη) όσο απομακρυνόμαστε από αυτόν. Η σύσταση αυτών των υλικών (όξινη ή βασική) σχετίζεται συνήθως και με συγκεκριμένο τύπο ηφαιστειακής δράσης.
  • Αποθέσεις πτώσης σκωριών (scoria-fall deposits)
    Αυτές προέρχονται από κώνους σκωριών με ηφαιστειακή δράση τύπου Στρόμπολι. Οι αποθέσεις αποτελούνται από βασαλτικές έως ανδεσιτικές σκωρίες που αποτίθενται κοντά στον ηφαιστειακό πόρο.
     
  • Αποθέσεις πτώσης κίσσηρης (pumice-fall deposits)
    Αυτές προέρχονται από στρωματοηφαίστεια με Πλινιακή ηφαιστειακή δράση. Οι αποθέσεις αποτελούνται από δακιτικά έως ρυολιθικά πυροκλαστικά (κίσσηρη) που αποτίθενται σε απόσταση μερικών έως πολλών χιλιομέτρων από τον ηφαιστειακό πόρο.
     
  • Αποθέσεις πτώσης στάχτης (ash-fall deposits)
    Αυτές προέρχονται συνήθως από ηφαιστειακή δράση τύπου Βουλκάνο και υδροηφαιστειακές εκρήξεις, κατά τις οποίες τα υλικά είναι τόσο θρυμματισμένα ώστε να δημιουργούν λεπτόκοκκες αποθέσεις τέφρας.
     
Αποθέσεις πτώσης σκωριών (Σαντορίνη). Photo: Σολδάτος Τ. Αποθέσεις πτώσης κίσσηρης (Σαντορίνη). Photo: Σολδάτος Τ. Αποθέσεις πτώσης στάχτης (Bishop Tuff, ΗΠΑ) Photo: Bailey RA.