9. ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΗ ΓΕΩΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑ

9.2. ΕΙΔΗ ΗΦΑΙΣΤΕΙΩΝ

Τα ηφαίστεια χωρίζονται σε δύο κατηγορίες ανάλογα με τη σύσταση του μάγματός τους, στα στρωματοηφαίστεια και στα ασπιδοειδή ηφαίστεια.

Σχήμα 9.3.: Στρωματοηφαίστειο.

Στα στρωματοηφαίστεια (σχήμα 9.3.) το μάγμα είναι ρυολιθικής και ανδεσιτικής σύστασης. Έχει μεγάλο ιξώδες, γι’ αυτό είναι παχύρρευστο και δεν ρέει εύκολα. Περιέχει επίσης μεγάλες ποσότητες αερίων πολύ υψηλής πίεσης με αποτέλεσμα η έκρηξη του ηφαιστείου να είναι πολύ ισχυρή. Όταν το ηφαίστειο εκρήγνυται έχουμε ροή λάβας, σε μικρή απόσταση από τον κρατήρα του ηφαιστείου καθώς και απόθεση εκτινασσόμενης τέφρας. Τα χονδρόκοκκα κλάσματα του εκτινασσόμενου μάγματος μεγέθους κροκάλας πέφτουν σε μικρή απόσταση από τον κρατήρα, ενώ παράλληλα σχηματίζεται ένα θερμό σύννεφο από αέρια και στάχτη το οποίο εξαιτίας της πυκνότητάς του ρέει γρήγορα προς τα κατάντη, στις πλαγιές του ηφαιστειακού κώνου, καταστρέφοντας ό,τι συναντήσει στο πέρασμά του και αποθέτοντας στρώσεις πυροκλαστικού υλικού. Επομένως, ένα στρωματοηφαίστειο αποτελείται από στρώσεις λάβας και τέφρας.

Τα μορφολογικά χαρακτηριστικά ενός στρωματοηφαιστείου είναι ο πολύ υψηλός κώνος του, που έχει απότομες πλαγιές και γίνεται όλο και πιο απόκρημνος όσο προχωράμε προς την κορυφή του όπου υπάρχει ο κρατήρας.

Όταν η έκρηξη του είναι τόσο ισχυρή ώστε να εκτιναχθούν στην ατμόσφαιρα εξαιρετικά μεγάλες ποσότητες υλικού και παράλληλα να καταστραφεί όλο το κεντρικό τμήμα με κατάρρευση της κορυφής του ηφαιστείου, τότε δημιουργείται μετά την έκρηξη μια μεγάλη κοιλότητα που ονομάζεται καλδέρα.

Στα παρακάτω σχήματα 9.4.α,β,γ φαίνεται αναλυτικά ο τρόπος σχηματισμού μιας καλδέρας.

Η έκρηξη αρχίζει με εκτίναξη στάχτης και σκόνης από τεμάχια ηφαιστειακού γυαλιού σε μεγάλο ύψος (σχήμα 9.4.α.).

Σχήμα 9.4.α: Πρώτο στάδιο σχηματισμού καλδέρας.

Κατά την εκτίναξη μεταφέρεται μάγμα από το μανδύα. Ένα μεγάλο κυκλικό μπλοκ καταρρέει μέσα στο θάλαμο του μάγματος (σχήμα 9.4.β). Σύννεφο από καυτή στάχτη και ηφαιστειακό γυαλί ανεβαίνει από τη δακτυλιοειδή διάρρηξη και απλώνεται στην επιφάνεια σαν πυροκλαστική ροή.

Σχήμα 9.4.β: Δεύτερο στάδιο σχηματισμού καλδέρας.

Η καλδέρα μεγαλώνει καθώς μπλοκ από το χείλος της καλδέρας γλιστρούν μέσα στο βαθύ κοίλωμα (σχήμα 9.4.γ).

Σχήμα 9.4.γ: Τελικό στάδιο σχηματισμού καλδέρας.

Βέβαια για κάποιον μπορεί να είναι δύσκολο να ξεχωρίσει μια καλδέρα από έναν κρατήρα. Υπάρχουν όμως διαφορές. Μια καλδέρα έχει διάμετρο μεγαλύτερη από 1 km και σχηματίζεται από καθίζηση, ενώ ένας κρατήρας έχει διάμετρο μικρότερη από 1 km και σχηματίζεται από καθίζηση ή έκρηξη. Ακόμη ένας κρατήρας μπορεί να περιέχει δόμους λάβας.

Στα ασπιδοειδή ηφαίστεια ή ηφαιστειακοί δόμοι (σχήμα 9.5.) το μάγμα είναι βασαλτικής σύστασης, έχει χαμηλό ιξώδες, ρέει εύκολα και περιέχει λίγα αέρια. Γι’ αυτό οι εκρήξεις βασαλτικού μάγματος δεν είναι ισχυρές και η λάβα που εκχύνεται μπορεί να κινηθεί σε μεγάλες αποστάσεις σχηματίζοντας λεπτά στρώματα.

Σχήμα 9.5.: Ασπιδοειδές ηφαίστειο.

Μορφολογικά τα ηφαίστεια αυτά αποτελούν πλατιούς κυκλικούς δόμους με ομαλές πλαγιές. Έχουν μια αρκετά πλατιά και βαθιά κεντρική κοιλότητα με απόκρημνα τοιχώματα που μοιάζει με καλδέρα η οποία έχει καταρρεύσει. Πολλές φορές λιωμένος βασάλτης βρίσκεται στον πυθμένα βαθιών βυθισμάτων στον πυθμένα της κεντρικής κοιλότητας ή σε άλλα σημεία της επιφάνειας των δομών λάβας.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα αυτής της κατηγορίας ηφαιστείων είναι τα ηφαίστεια της Χαβάης. Η αλυσίδα αυτών δημιουργήθηκε με την κίνηση της Ειρηνικής πλάκας πάνω από ένα θερμό σημείο hot-spot (σχήμα 9.6.).

Σχήμα 9.6.: Μηχανισμός σχηματισμού ηφαιστείου hot-spot.

Βασαλτικό μάγμα συγκεντρωμένο στην ασθενόσφαιρα τείνει να ανέβει προς τα πάνω. Καθώς αυτό το θερμό υλικό του μανδύα ανέρχεται, σχηματισμοί μάγματος διεισδύουν στην λιθόσφαιρα και φτάνουν στον θαλάσσιο πυθμένα. Κάθε φορά που μάγμα εμφανίζεται στον θαλάσσιο πυθμένα δημιουργείται νέος ηφαιστειακός σχηματισμός. Η σταδιακή κίνηση όμως της ωκεάνιας πλάκας τον απομακρύνει από το σημείο τροφοδοσίας του μάγματος και έτσι παύει να είναι πλέον ενεργός. Διαδικασίες διάβρωσης καταστρέφουν το ηφαίστειο και ουσιαστικά το μετατρέπουν σ’ ένα χαμηλό νησί. Η συνεχής επίδραση των κυμάτων και η αργή βύθιση του νησιού έχουν σαν αποτέλεσμα αυτό να πάρει στη συνέχεια τη μορφή πλατφόρμας που καλύπτεται από κοράλλια. Τελικά σχηματίζεται ένα υποθαλάσσιο νησί ή γκογιότ (σχήμα 9.7.).

Σχήμα 9.7.: Σειρά ηφαιστειακών νησιών που σχηματίζονται καθώς ο ωκεάνιος φλοιός κινείται πάνω από ένα σημείο hot-spot.

Η κίνηση του φλοιού πάνω από ένα θερμό σημείο δημιουργεί μια σειρά από νησιά και γκογιότ (σχήμα 9.7.). Η σειρά αυτή στην περιοχή της Χαβάης κατευθύνεται βορειοδυτικά. Έχει μήκος 2.400 km (περίπου 1500 μίλια) και η διεύθυνσή της είναι παράλληλη της διεύθυνσης κίνησης της πλάκας. Στο βόρειο τμήμα της βέβαια παρατηρείται μία απότομη κάμψη η οποία οφείλεται σε απότομη αλλαγή της κατεύθυνσης της Ειρηνικής πλάκας. Λόγω της γενικότερης κίνησης της Ειρηνικής πλάκας προς τα βορειοδυτικά, στη Χαβάη έχουμε ενεργά ηφαίστεια μόνο στο νοτιοανατολικό άκρο της σειράς των νησιών και κογιότ που σχηματίζονται, η ηλικία των οποίων μεγαλώνει προς τα βορειοδυτικά (σχήμα 9.8.).

Σχήμα 9.8.: Χάρτης των ηφαιστειακών νησιών της Χαβάης στο βορειοδυτικό τμήμα του Ειρηνικού ωκεανού. Τα μαύρα στίγματα συμβολίζουν τις κορυφές των νησιών, ενώ οι κίτρινες περιοχές απεικονίζουν τον πυθμένα των νησιών στον ωκεάνιο φλοιό.

Στην κατηγορία των ασπιδοειδών ηφαιστείων ανήκουν και τα μικρά ηφαίστεια που είναι γνωστά ως κώνοι ηφαιστειακής τέφρας (cinder cones).

Αυτά τα ηφαίστεια (σχήμα 9.9.) σχηματίζονται όταν βασαλτικό μάγμα υπό υψηλή θερμοκρασία συναντά στενό άνοιγμα και εκτινάσσεται παράγοντας τέφρα. Η τέφρα που πέφτει συγκεντρώνεται γύρω από το στενό άνοιγμα και σχηματίζει ένα σχεδόν κυκλικό λόφο με έναν κρατήρα στο κέντρο. Οι κώνοι ηφαιστειακής τέφρας σπάνια φτάνουν σε ύψη μεγαλύτερα από μερικές εκατοντάδες μέτρα. Ένα πολύ καλό παράδειγμα κώνου ηφαιστειακής τέφρας είναι το νησί Wizard το οποίο δημιουργήθηκε στον πυθμένα της λίμνης του κρατήρα πολύ αργότερα από το σχηματισμό της καλδέρας.

Όταν έχουμε συγκέντρωση μανδυακού υλικού κάτω από μία ηπειρωτική λιθοσφαιρική πλάκα, το hot-spot ηφαίστειο μπορεί να προκαλέσει την άνοδο πολλή μεγάλης ποσότητας βασαλτικής λάβας. Η λάβα αυτή μέσω πολυάριθμων ρωγμών και μικρών ανοιγμάτων ανεβαίνει προς τα πάνω και συγκεντρώνεται σε στρώματα, τα οποία βρίσκονται το ένα πάνω στο άλλο. Οι συγκεντρώσεις αυτές λάβας, οι οποίες στο τέλος μπορούν να αποκτήσουν πάχος χιλιάδων μέτρων και έκταση χιλιάδων τετραγωνικών χιλιομέτρων, ονομάζονται flood basalts (πλημμύρα βασαλτών). Χαρακτηριστικό παράδειγμα υπάρχει στην Columbia Plateau, περιοχή της Αμερικής νοτιοανατολικά της Ουάσινγκτον, βορειοανατολικά του Όρεγκον και δυτικά του Άινταχο. Βασάλτες του Καινοζωικού καλύπτουν μία περιοχή περίπου 130.000 km2, όσο είναι δηλαδή η Νέα Υόρκη.

Σχήμα 9.9.: Κώνος ηφαιστειακής τέφρας που περιβάλλεται από ροές βασαλτικής λάβας.

Όταν βασαλτικές ροές φτάνουν σε πλευρές φαραγγιών σχηματίζουν απότομους, σχεδόν κάθετους γκρεμούς οι οποίοι δίνουν την εικόνα ότι αποτελούνται από ψηλές κολώνες. Στο σχήμα 9.10 για παράδειγμα φαίνονται οι κοίτες του ποταμού Columbia στην Ουάσινγκτον όπου κάθε γκρεμός αποτελεί μία μεγάλη ροή λάβας.

Σχήμα 9.10.: Κοίτες ποταμού Columbia (Ουάσινγκτον).

Όταν πετρώματα υψηλής θερμοκρασίας βρίσκονται κοντά στην επιφάνεια της γης μπορεί να θερμάνουν το νερό του εδάφους που υπάρχει στην περιοχή τους. Όταν αυτό το υπόγειο νερό που έχει αποκτήσει πολύ μεγάλη θερμοκρασία φτάσει στην επιφάνεια δημιουργεί θερμές πηγές–hot springs σε θερμοκρασίες όχι πολύ κάτω από το σημείο βρασμού του νερού (σχήμα 9.11.).

Σχήμα 9.11.: Οι θερμές πηγές Mammoyth στο Υellowstone National Park, Wyoming.

Σε ορισμένα σημεία έχουμε εκπομπές ατμού και ζεστού νερού με μορφή πίδακα μέσα από μικρά ανοίγματα που βρίσκονται σε μικρή απόσταση το ένα από το άλλο. Έτσι δημιουργούνται οι πηγές γκέυζερ–geysers (σχήμα 9.12.). Μια και το νερό που βγαίνει από τις θερμές πηγές (hot springs) και τις πηγές geysers είναι κυρίως νερό του εδάφους που έχει θερμανθεί λόγω της επαφής του με θερμά πετρώματα, βλέπουμε ότι ουσιαστικά πρόκειται για επιφανειακό νερό που ανακυκλώνεται. Πολύ λίγο απ’ αυτό, αν όχι καθόλου, είναι νερό που υπήρχε στα σώματα λάβας που ανέβηκαν στην επιφάνεια.

Σχήμα 9.12.: Πηγή geyser στο Υellowstone National Park, Wyoming.