دانلود مقاله آتشفشان ها

تعریف آتشفشانها، مکانهایى هستند که به علل مختلف فیزیکى و تکتونیکى مواد مذاب درونى زمین را به شکل گدازه‌هاى آتشفشانى، مواد پیروکلاستیک و گازها از خود خارج و امکان راهیابى آنها را به سطح زمین مى‌دهند.

یک انفجار آتشفشانى مى‌تواند همراه با خروج قطعات سنگى جامد، مواد مذاب و گازهاى آتشفشانى باشد.

بطور معمول هر یک از ما با شنیدن نام آتشفشان، گدازه‌هاى آتشفشانى سیال و روان را به خاطرمى‌آوریم که با حرکت خود هر چیزى را در روى سطح زمین به کام خود مى‌کشد.

عواملى همچون غلظت ماده مذاب سیال، میزان گازها، شیب سطح زمین و سرعت سرد شدن بر روى میزان سرعت حرکت گدازه‌ها تأثیرگذار مى‌باشند.

یک فوران آتشفشانى قادر است ستونى از مواد مختلف را تا ارتفاعى حدود 19 کیلومتر (در بالاى قله آتشفشان) به بیرون پرتاب نماید و منجر به تشکیل یک ابر آتشفشانى گردد.

در 15 سال اخیر بیش از 80 فروند هواپیماى تجارى در اثر برخورد با ابرهاى آتشفشانى صدمه دیده‌اند.

خاکسترهاى آتشفشانى حاصل از یک فوران قادرند تا منطقه وسیعى در اطراف خود را بپوشانند و این وسعت گاه تا 35000 کیلومترمربع را نیز دربرمى‌گیرد.

ابر هاى آتشفشانى بر فراز ام تى پیناتوبو (فیلیپین) ،1991 گاز هاى آتشفشانى به صورت مستقیم مى‌توانند بر روى سلامتى انسانها تأثیرگذارند و یا با تسهیل در ایجاد بارانهاى اسیدى مشکلاتى را ایجاد نمایند.

جریانهاى مواد پیروکلاستیک، زمین لغزشهاى حاصل از آتشفشانها، جریانهاى گلى (Lahars) از جمله پدیده‌هاى مخربى مى‌باشند که با وقوع آتشفشانها همراهند.

در هر سال تقریباً 50 فوران آتشفشانى در جهان رخ مى‌دهد.

خطرهاى ناشى از یک آتشفشان خاص، بستگى به نوع عملکرد، نوع ماگما و نیز جایگاه زمین شناسى و جغرافیایى آن دارد.

نظیر زمین لرزه ها، پراکندگى و عملکرد آتشفشان ها توسط شکل هندسى صفحات تکتونیکى کنترل مى شود و آتشفشان ها در سه خاستگاه تکتونیکى دیده مى شوند.

در درجه نخست تمرکز آنها در مناطق بین صفحات تکتونیکى بسیار زیاد است.

نزدیک به 80% آتشفشان هاى فعال در مناطق فرورانش یعنى جایى که صفحات تکتونیکى توسط صفحه دیگر به زیر مى روند واقع اند.

آتشفشان‌هاى واقع در منطقه فرورانش انفجارى ترین نوع هستند.

مهمترین نوع این آتشفشان ها استراتوولکانو و آتشفشان مرکب است.

نوع دوم، آتشفشان هاى ریفتى مى باشند و در جایى که صفحات از یکدیگر دور مى شوند، رخ مى دهند.

این نوع آتشفشان ها با انفجار کمترى همراهند و در کف اقیانوس ها واقع مى شوند.

نوع سوم، آتشفشان هاى نقطه داغ (Hot spot) مى باشند که در مرکز صفحات جایى که پوسته ضعیف بوده و اجازه نفوذ مواد مذاب از درون زمین داده مى شود ایجاد مى شوند.

در حدود 80% آتشفشان‌هاى فعال روى زمین در منطقه حلقه آتشین قرار گرفته اند.

در کشور ما عظیم‌ترین فعالیتهاى آتشفشانى مربوط به دوره ائوسن مى‌باشند که در سه منطقه جغرافیایى، ایران مرکزى (ارومیه – دختر)، البرز و بلوک لوت توسعه دارند.

اما از دیدگاه کاربردى آتشفشانهایى فعال شمرده مى‌شوند که در دوران کواترنر فعالیتى را از خود نشان داده باشند.

مهمترین این آتشفشانها در ایران خصوصیاتى مانند خروج بخار آب، گازهاى گوگردى را در مرحله گوگردزائى نشان مى‌دهند.

البته براى اینکه مشخص گردد که آتشفشانى پتانسیل فعالیت مجدد را نشان مى‌دهد یا نه مطالعات جامعى مورد نیاز است.

چنین آتشفشانهائى باید بصورت مداوم تحت بازرسى و کنترل باشند.

گروه زمین شناسى مهندسى سازمان زمین‌شناسى کشور، طرح کنترل و مطالعات ادوارى آتشفشانهاى با قابلیت فعالیت را در دستور کار خود قرار داده و مطالعه منظم در مورد فعالیت دماوند در این گروه از مدتى پیش آغاز گردیده است.

آتشفشان هاى منفرد بسیارى از افراد فکر مى کنند که آتشفشان ها از یک دودکش مرکزى از یک منطقه نظیر یک کوه بلند فوران مى کنند.

اکثریت فعالیت آتشفشان ها نزدیک به مرکز صفحات زمین ساختارى اتفاق مى‌افتد.

همچنین بیشتر آتشفشان ها روى مناطق فرورانش قرار گرفته اند و معرف مکان هایى هستند که ماگماها در عمق در اثر ذوب شدن ورقه (slab) لیتوسفر اقیانوسى یا با ذوب لیتوسفر فوقانى یا استنوسفر در حال فرورانش به سمت بالا صعود مى کنند.

مجاورت با یک منطقه فرورانش، معرف یک منطقه آتشفشانى است، همین طور احتمال زمین لرزه و خطرهاى همراه با آن، در این ناحیه وجود دارد.

آتشفشان ها توسط نوع ساختمانى که تشکیل مى دهند، رده بندى مى شوند.

ساختمان آنها معمولاً منعکس کننده نوع مواد آتشفشانى است که فوران مى کند و اغلب نوع جایگاه تکتونیکى نیز از روى آن مشخص مى شود.

این ویژگى ها تا حد زیادى در تعیین نوع فوران از چنین آتشفشان هایى که در آینده احتمال آن داده مى شود، کمک فراوانى مى کنند.

در آتشفشان هاى «سپرى شکل» ، مواد مذاب بازالتى که نسبتاً از نظر SiO2 فقیر و داراى میزان بالایى از تمرکز آهن و منیزیم هستند، نسبتاً روان بوده و به آزادى و سهولت جارى مى شوند و فاصله زیادى را از نقطه فوران طى مى کنند.

نوع توپوگرافى و منظر آتشفشانى تشکیل شده بسیار مسطح است.

به دلیل شباهت این آتشفشان ها به سپر مسطح، به آنها آتشفشان هاى سپرى (Shield volcano) گویند.

هرچند مواد مذاب به صورت متناوب روان مى شوند و ممکن است از نظر ضخامت نازک و کمتر از چند متر ضخامت داشته باشند،‌ولى چندین فوران ماده مذاب باعث به وجود آمدن ضخامت گسترده اى مى شود.

براى مثال، جزایر هاوایى از نوع آتشفشان سپرى است.

مرتفع ترین نقاط این جزایر، ارتفاعى در حدود 5/3 کیلومتر از سطح دریا دارد اگر اندازه گیرى ها دقیق باشد، این ارتفاع بسیار قابل توجه است.

در آتشفشان هاى گنبدى،‌ مواد مذاب آتشفشانى حاوى SiO2 بیشتر و فقیر از آهن و منیزیم نسبت به مواد مذاب بازالتى هستند، همچنین مواد مذاب ویسکوزیته بالایى دارند و به آسانى در سطح روان نمى‌شوند.

این مواد که به صورت خمیرى به سطح راه مى یابند، ساختمانى متراکم ایجاد مى کنند که داراى پهلوهاى با شیب زیاد است و یک گنبد آتشفشانى را تشکیل مى دهند.

گدازه‌هاى ضخیم و متحرک با جریان بسیار کم بسرعت انسجام یافته و باعث مسدود شدن راه دودکش و مجرا مى گردند.

هنگامى که ماگما به طرف بالا حرکت مى کند از فشار بر روى آن کاسته مى شود و گازهاى محلول در آن شروع به خارج شدن و فرار از آن مى کنند.

بعضى اوقات گازهاى تحت فشار در ماگماى در حال بالا آمدن، به طور ناگهانى و با قدرت زیاد همراه با انفجار از آن خارج مى شود و بخش هایى از ماگماى محلول به صورت بخش هایى با انفجار توأم خواهد بود.

این ماگما قبل از رسیدن به سطح زمین انسجام مى یابد.

قطعات مواد آتشفشانى که به صورت ناهنجار فوران مى کنند در مجموع مواد آذرآوارى (pyroclastics) نامیده مى شوند.

پرقدرت ترین فوران هاى آذر آوارى معمولاً آتشفشانهایى هستند که داراى مواد مذاب غلیظ با ویسکوزیته بالا مى باشند.

در صورت این ویژگى،‌ مواد مذاب قادر به حبس گازها مى‌باشند.

قطعات آذرآوارى در اندازه هاى متفاوت از بسیار بزرگ تا ریز یا به صورت خاکستر مى باشند.

آتشفشان نوع ترکیبى داراى فوران هاى متناوب در زمان هاى مختلف مى باشند.

بسیارى از این آتشفشان‌ها ممکن است مقدارى مواد آذرآوارى و سپس مقدارى مواد مذاب و سپس مقدارى مواد آوارى و غیره از خود خارج کنند.

آتشفشان هایى که بدین صورت و به شکل لایه اى ساخته مى‌شوند، به استراتوولکانو (stratovolcanoes) یا آتشفشان هاى چینه اى موسوم اند، زیرا از بیش از یک نوع ماده ساخته شده اند.

آتشفشان چینه‌ اى بیشتر آتشفشان هاى خطرناک در غرب ایالات متحده و همچنین آتشفشان دماوند در نزدیکى تهران و نیز آتشفشان تفتان در نزدیکى شهرستان خاش در استان سیستان و بلوچستان ،‌ از این نوع اند.

این آتشفشان ها طبیعت سختى دارند و گاهى اوقات با فوران گاز همراه اند و گاهى این گازها به حدکافى به تله مى افتند که باعث انفجار شده و مواد آذرآوارى به صورت باران سقوط مى کنند.

ویژگى هاى طبیعى آتشفشان از مهمترین ویژگى هاى محیطى و سیماهاى زمین شناختى بیشتر آتشفشان ها،‌ وجود چشمه هاى آب گرم، آبفشان، دهانه و مخروط آتشفشانى است.

چشمه هاى آب گرم از جمله ویژگى هاى هیدرولوژیکى و سیماهاى زمین گرمایى هستند که در بسیارى مناطق آتشفشانى نظیر دماوند و سبلان دیده مى شوند.

آب هاى سطحى و زیرزمینى در تماس با سنگ هاى داغ گرم مى شوند و سپس در اثر چرخه به سطح راه مى یابند و چشمه هاى آب گرم را تشکیل مى دهند.

چشمه هاى آب گرم منطقه سرعین در استان اردبیل به علت وجود کوه آتشفشان سبلان است.

بهره بردارى از ویژگى هاى طبیعى آتشفشانى در بسیارى از مناطق جهان متداول است و مهمترین آن استفاده از انرژى زمین گرمایى جهت گرمایش، تولید برق، آب درمانى، کشاورزى، پرورش آبزیان و توریسم مى باشد.

بلایاى همراه با آتشفشان آثار اولیه: مواد مذاب (Lava) : اکثر مردم که راجع به آتشفشان ها مطالبى شنیده اند، مواد مذاب را به عنوان مهمترین عامل در ایجاد خطر تصور مى کنند.

عملاً مواد مذاب جان انسان ها را به مخاطره نمى اندازد.

بیشتر مواد مذاب که پیشرفت مى کنند با سرعت بسیار کمى در حدود چند کیلومتر در ساعت یا کمتر پیش مى روند، و در نتیجه مى توان سرعت حرکت انسان را سریع تر از حرکت آن در نظر گرفت.

با این حال، مواد مذاب قادر به تخریب و صدمه زدن به املاک و سرزمین هایى که در سر راه آن قرار مى گیرند خواهند بود.

درجه حرارت مواد مذاب اغلب بیش از 500 درجه سانتى گراد است و گاهى به 1400 درجه نیز مى‌رسد.

مواد قابل احتراق، خانه ها، جنگل ها در چنین دمایى مى سوزند و بعضى مناطق توسط مواد مذاب که در حال انجماد هستند، احاطه مى شوند.

مواد مذاب آتشفشانى نظیر سیالات دیگر هنگام ورود به سطح زمین در جهت سراشیبى حرکت مى‌کنند.

یکى از ساده ترین راه هاى نگهدارى ساختمان ها و منازل، بنا نکردن آنها در نزدیکى شیب ها و در مسیر حرکت مواد مذاب آتشفشانى است.

به دلایل گوناگون، در طول تاریخ، انسان ساختمان ها و شهرها را در نزدیکى آتشفشان بنا کرده است.

اولین دلیل این بوده که انتظار نمى رفت آتشفشان فعالیت مجدد پیدا کند، همچنین خاکى که بر روى سنگ هاى آتشفشانى تشکیل مى گردد ممکن است بسیار آهسته بوجود آید ولى این خاک بسیار حاصلخیز است.

شکل 2 - بلایاى آتشفشانى که در هنگام وقوع آتشفشان رخ مى دهد.

هنگامى که بخشى از توده عظیم مواد مذاب انسجام یابد، مى تواند به صورت یک سد از جریان مواد مذاب جلوگیرى کند.

هر قدر مواد مذاب سردتر شود، ضخامت آن زیادتر و ویسکوزیته آن بیشتر و سرعت حرکت آن کاهش مى‌یابد.

و اگر آب در دسترس باشد مى‌توان از آن براى سرد کردن مواد مذاب استفاده نمود.

در جایى که توقف مواد مذاب عملى نیست، ممکن است با انحراف مسیر حرکت، مواد مذاب را به جاى جریان در مناطق مسکونى و اقتصادى مهم، به مناطق کم اهمیت انتقال داد.

جریان هاى گل مواد آذرآوارى در مناطق پوشیده از برف خطرهاى خاص خود را دارند.

حرارت حاصل از سقوط خاکستر و مواد داغ، موجب ذوب شدن برف ها شده و سبب ایجاد یک جریان گل (Flow Mud) توسط آب هاى در حال ذوب شدن مى شود که به آن لاهارا (Lahara) گویند.

چنین جریانى از گل به طرف شیب و معمولاً در جهت نهرها و کانالها حرکت کرده و آنها را مسدود مى کنند و باعث ایجاد سیل مى شوند.

این گونه رسوبات آذرآوارى که از ذوب شدن برف ها و ایجاد جریان رسوبات به صورت گل ایجاد مى شود، در منطقه آتشفشانى سبلان نیز در رخنمون هاى رسوبى مشاهده مى شود.

در منطقه سبلان رسوبات گسترده لاهارا نشان دهنده وقوع جریانهاى گلى در گذشته مى باشد و بدون شک وقوع چنین پدیده‌اى در آینده نیز امکان پذیر مى باشد.

یکى از انواع بخصوص فوران ها و انفجارات آتشفشانى و آذرآوارى، مخلوطى از گازهاى داغ و خاکستر داغ و ریزدانه به نام nuee ardente مى باشد که بسیار کشنده است.

این گونه ابرهاى سوزان (glowing clouds) بسیار گرمند و در داخل ابر دما تا 1000 درجه نیز مى رسد و قادرند از شیبها بطرف پایین با سرعتى حدود صد کیلومتر در ساعت روان شوند و باعث از بین رفتن و به آتش کشیدن همه اجسام در طول مسیر شوند.

از آنجایى که ابرهاى سوزان ممکن است به طور ناگهانى تشکیل شوند نمى توان از ایجاد آن جلوگیرى کرد و وقوع آن را اطلاع داد، ولى مى توان گفت که ایجاد آنها جزء فعالیت هاى اولیه آتشفشان محسوب نمى شود.

به عقیده معین وزیرى و امین سبحانى (1357) آخرین فعالیت هاى انفجارى آتشفشان تفتان شامل دو فاز انفجارى است.

در این انفجارات از یک طرف روانه هاى ابر سوزان بر دامنه جنوبى کوه تفتان سرازیر شده و از طرف دیگر پهنه هاى وسیع سنگهاى آتشفشانى نظیر توف دامنه ها و دشت هاى اطراف آتشفشان را پوشانیده است.

بنابراین با توجه به سوابق زمین شناسى و مطالعات موجود مى توان نتیجه گیرى کرد که آتشفشان تفتان