آتشفشان روزنه‌ای در سطح زمین است که سنگهای گداخته، خاکستر و گازهای درون زمین از آن به بیرون فوران می‌کنند. فعالیت آتشفشانی با برون‌افکنی سنگهای مذاب، با گذشت زمان باعث پیدایش کوه‌های آتشفشانی بر سطح زمین میشود. آتشفشانها معمولاً در نقاطی یافت می‌شوند که صفحه های سخت پوسته زمین‌ساخت، همگرایی یا واگرایی دارند. هر آتش فشان سه قسمت اصلی دارد : ۱ – دهانه که نوک آتشفشان است . ۲ – اتاقک مواد مذاب و داغ آتش فشان : محلی که مواد مذاب قبل از فوران آن جا جمع می شود . ۳ – مجرای مرکزی : محل اتصال اتاقک به دهان آتش فشان است .
درون زمین تودهٔ سنگهای آذرین با حرارت بسیار زیاد(حدود ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد و بیشتر ) وجود دارد که ماگما (تَفتال) نامیده می شود. ماگما با رسیدن به سطح زمین، سرد و جامد شده و گُدازه نامیده میشود که این فرایند باعث تشکیل آتشفشان میشود. در ماگما و گدازه حباب‌های گاز وجود دارد که در زمان فوران باعث انفجار می شود. بروز آتشفشان تأثیراتی به همراه دارد که یکی از آنها تغییر آبوهوا است. آتشفشان می‌تواند باعث بارش باران و ایجاد رعد و برق شود. آتشفشانها می توانند تأثیراتی درازمدت در وضعیت آبوهوا ایجاد کنند. از طرف دیگر، گدازههایی که سریع حرکت می‌کنند، می توانند باعث مرگ انسانها شوند؛ چون خاکستر حاصل از بروز آتشفشان، تنفس را دشوار می کند.
گونه‌های آتشفشانها
نوع ماگمای درون زمین می تواند آتشفشانهای متفاوت ایجاد کند. اگر ماگما کاملا رقیق باشد، گاز درون آن به آسانی رها می شود و در نتیجه انفجاری صورت نمی‌گیرد. به این ترتیب، ماگما فقط از کوه بیرون می آید و در کنارهها جریان می یابد؛ مثل آتشفشان هایی در هاوایی و کوه «اتنا». اگر ماگما غلیظ و چسبناک باشد، گاز درونش به آسانی رها نمیشود، در نتیجه انفجار صورت میگیرد.
قله آتشفشان اساریچیو که در جزیره‌های کوریل روسیه قرار دارد. این تصویر توسط یک ماهواره گرفته شده‌است.
آتشفشانهای نقطه‌ای که مواد گداخته از یک محل بیرون می‌آید (آتشفشان نوع مرکزی).
آتشفشانهای شکافی یا خطی که فوران آن در امتداد یک شکاف صورت میگیرد.
انواع آتشفشانهای نقطه‌ای عبارتند از:
آتشفشانهای نوع هاوایی یا سپری
آتشفشانهای نوع استرومبولی
آتشفشانهای پرکابی
آتشفشانهای نوع پله
آتشفشانهای نوع ولکانو
انواع آتشفشانهای شکافی یا خطی عبارت اند از:
فورانهای خطی غیر انفجاری
فورانهای خطی انفجاری
رابطهٔ آتشفشان‌شناسی با سایر علوم زمینی
ژئوفیزیک: برای اثبات و آگاهی از کانون‌های درونی آتشفشانها و پیشگویی شکل و محل و موقعیت آن.
ژئوشیمی: تعیین دقیق عناصر که بصورت مواد جامد، مایع و گاز از آتشفشان خارج می‌شوند.
ترمودینامیک: برای فهم و ارزیابی نیروی حرارتی آتشفشان و انرژی حاصله از آن و رابطه تشکیل مواد گداخته با حرارت و فشار و همچنین انجماد آن.
سنگ‌شناسی: جهت اطلاع از اختصاصات گدازه و شناسایی دقیق سنگهای آتشفشانی.
رسوب‌شناسی: پراکندگی و نحوه انتشار مواد جامد آتشفشانی در دریاها و خشکی‌ها که به صورت خاکستر، توف، برش و… ته‌نشین می‌شوند.
بررسی ساختمان آتشفشان
آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی (به صورت مذاب ، گاز ، قطعات جامد )از درون زمین به سطح آن راه می یابند. انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می نماید. آتشفشان یکی از پدیده های طبیعی و دائمی زمین شناسی است که در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد.
تولید مواد آتش فشانی و پدیده های مؤثر در ایجاد آتشفشان از دوره پرکامبرین تا عهد حاضر تغییر چندانی نداشته است و آنچه در این راستا تغییر کرده است، نوع دانسته ها، چگونگی اندیشیدن و نحوه بهره گیری از آنهاست.آتشفشانها پدیده های جهانی هستند و در سایر کرات منظومه شمسی به ویژه سیارات مشابه زمین یک پدیده عادی محسوب می شود و آتشفشان بی شک در کیهان نیز رخ می دهد.
همچنین پوشش سطحی ماه اغلب با سنگ های آتشفشانی پوشیده شده است و بارزترین ارتفاعات مریخ توسط آتش فشانها ساخته شده است. فوران های فومرولی در برخی کرات مانند قمر آیو در سیاره مشتری یک پدیده عادی می باشد. زبانه های آتش و لکه های خورشیدی را جدا از ماهیتشان، می توان نوعی فوران آتش فشانی در خورشید تلقی نمود. علم آتشفشان شناسی به مباحث نحوه تشکیل و تحول ماگما، چگونگی جابجایی و حرکت انواع مواد، گدازه ها و ماگماها و نیز تحولات آنها در اتاقک های ماگمایی، چگونگی فعالیت آتش فشان ها و گسترش مواد آتشفشانی در سطح زمین، چگونگی تحول مواد آتشفشانی و … اشاره می کند. علم آتشفشان شناسی از برخی علوم زمین چون پترولوژی ، تکتونیک جهانی، ژئوشیمی، چینه شناسی ، رسوب شناسی ، ژئوفیزیک ، کیهان شناسی و برخی دیگر از علوم تجربی مانند شیمی، فیزیک ، آمار و ریاضی کمک می گیرند.
آتشفشانها دستگاههایی هستند که سطح زمین را با مناطق درونی زمین ، یعنی جایی که بر اثر بالا بودن دما ، سنگها به صورت مذاب‌اند، مربوط میکند و از آن گدازه‌های آتشفشانی ، مواد آذر آواری و گازها خارج میشود. هنگامی که مواد مذاب به سطح زمین می‌رسند. غالبا برجستگیها و اشکال خاصی ایجاد می‌کنند. در بسیاری از آتشفشانها ، فعالیت به یکباره به اتمام نمی‌رسد و در اکثر موارد ، مراحل خروج مواد یا مراحل فعالیت آتشفشانها با مراحل آرامش توام است. مرحله آرامش یک آتشفشان ، که ممکن است بسیار طولانی هم باشد، به نام مرحله خاموشی آتشفشان نامیده میشود (مانند مرحله فعلی سهند).
در بعضی از آتشفشانها مرحله خاموشی ممکن است دائمی باشد، اما این امر نسبی است. اصطلاح آتشفشان معمولا تصوری از کوه مخروطی را در خاط تجسم میکند که قله آن شکل قیف مانند داشته و دهانه آتششان در داخل آن قرار دارد و معمولا از آن دودهای غلیظ و رنگی خارج میشود. بسیاری از محققین سعی کرده‌اند برای فعالیتهای آتشفشانی که به صور مختلف انجام می‌پذیرد، نظم و ترتیب قائل شده و آنها را رده‌بندی نماید. انواع فعالیتهای آتشفشانی بر اساس اهمیت مواد خارج شده به قرار زیر است:
فورانهای اصلی
معمولا تحت عنوان فوران اصلی از مراحل تشکیل یک آتشفشان جدید صحبت میشود. این فورانها را نمی‌توان از فورانهایی که دودکش مسدود دارند مجزا نمود. ولی می‌توان ادعا کرد که در فورانهای اصلی دودکش جدید حاصل میشود در حالی که در فورانهای گازی فقط دودکش قدیمی دوباره باز میگردد از نظر توصیفی مراحل تولید یک آتشفشان به شرح زیر است: اول خاکهای محل دهانه بر اثر انفجار به اطراف پراکنه میشود. این عمل با لرزشهای موضعی شدید همراه است. بعد فوران گاز شروع میگردد که آبهای زیرزمینی و گل را به خارج پرتاب میکند و پس از باز شدن دودکش آغاز میگردد که قطعات سنگ با شدت به اطراف پراکنده میشود و برش خاصی تولید میکند که به آن برش حفر دودکش می‌گویند. و به این ترتیب آتشفشان متولد میشود و تمام آتشفشانهایی که در قرن اخیر فعالیت نموده‌اند در مجاورت آتشفشانهای قدیمی تولید شده‌اند.
فورانهای گازی
فوران گازی انفجاری ممکن است دهانه مسدود آتشفشان را باز نماید و یا قله آن را به خارج پرتاب کند. در حالی که فاقد هرگونه گدازه است. نمی‌توانیم منشا گازهایی را که سبب انفجار می‌شوند با اطمینان تعیین کنیم، زیرا انفجار ممکن است مربوط به خروج گازهای ماگمایی یا مربوط به آبهای زیرزمینی باشد که بر اثر گرما تبخیر گردیده‌اند. فورانهای گازی غالبا در آتشفشانهای نیمه خاموشی که دهانه مسدود دارند، حاصل میشود. فورانهای مزبور بوسیله دانا (Dana) نیمه ولکانیک ، بوسیله موکالی اولتراولکانیک و بوسیله فون‌ولف فوران غیر‌مستقیم نامگذاری گردید. از بین گازها هم بخار آب دارای اهمیت فوق‌العاده است.
فورانهای آبدار
درحالت کلی هنگامی که سفره‌های آبدار زیرزمینی در مجاورت ستونهای ماگمایی قرار گیرد، آب آن گرم و به بخار تبدیل میشود. افزایش فشار باعث انفجار مخزن بخار میگردد و در این حالت از فورانهای آبدار صحبت میشود. این قبیل فورانها انفجاری‌‌اند و به همین دلیل به آنها انفجار آبدار می‌گویند. مآرهای بازالتی به این طریق بوجود می‌آیند. انفجار آبدار دارای انواع متفاوتی به شرح زیر است:
نوع اول
یکی از انفجارهای آبدار شناخته شده مربوط به ناحیه گوگردزایی پما‌تانگ‌باتا در سوماتر در سال ۱۹۳۳ است. در ناحیه مزبور ، دو هفته قبل از فوران ، زمین لرزه‌ای سبب باز شدن شکافهایی در زمین گردید و آبهای سطحی به داخل آبها نفوذ نمود. این آبها در اثر برخورد با گازهای گرم ماگمایی به دمای جوش رسید و سپس تبخیر گردید. در نتیجه انفجارهایی تولید شد که بخار آب تا ارتفاع ۲۰۰۰ متری از سطح زمین بالا رفت و قطعات سنگهای قدیمی و گل تا ۱۱۰۰ متر به هوا پرتاب شد و دو دهانه بزرگ در محل خروج ایجاد شد.
نوع دوم
فوران سودتسی سال ۱۹۶۳ در ایسلند با انفجار آبدار شروع گردید. در این منطقه گدازه‌ها به کف دریای کم‌عمقتر نزدیک شد و از برخورد آن با آب دریا انفجار مهیبی به وقوع پیوست و بخار آب همرام خرده سنگ تا ارتفاع زیاد به هوا پرتاب شد.
نوع سوم
فوران آبدار کیلوئه در سال ۱۹۲۴ را نتیجه نشت سطح گدازه در دریاچه گدازه و حجاری آتشفشان و نفوذ بعدی آب به داخل مجاری خالی تصور می‌کنند. در اینجا تماس آب با گدازه ، فوران انفجاری بسیار شدیدی تولید نمود و تا ۱۷ روز ادامه داشت.
مراحل فعالیت آتشفشان
هر آتشفشان را می‌توان بر حسب مراحل فعالیت در دو گروه قرار داد:
آتشفشان یک مرحله‌ای
که فعالیت آن در طی یک مرحله به صورت محصول انفجاری یا جریان گدازه خاتمه می‌یابد. مدت این قبیل فعالیت ممکن است کوتاه و تا چندین سال طول بکشد ولی ترکیب و نوع مواد مذاب یک سال است و تنها یک مسیر ساده برای خروج مواد وجود دارد.
آتشفشان چند مرحله‌ای
که فعالیت آن شامل مراحل مختلف است و هر مرحه بوسیله دوره آرامش نسبتا طولانی از هم جدا میشود، مثلا دماوند یا سبلان. در هر مرحله ممکن است مجاری خروج (دهانه و مخروطهای فرعی) جدیدی بوجود آید. بنابراین مسیر خروج پیچیده و انشعابی است. به نحوی که در زمانهای مختلف بعضی از آنها فعال و بعضی به صورت غیر فعال باقی می‌مانند.
انواع گازهای آتشفشانی
اصولا با کاهش فشار ، حلالیت گازها در ماگما کم میشود، یعنی ابتدا گازها بیش از فشار خارج است، به سرعت انجام میشود و رفته رفته مقدار آن به حدی زیاد میشود که ماگما منظره جوشان پیدا میکند (پدیده وزیکولاسیون Visiculation) بنابراین پدیده وزیکولاسیون پدیده‌ای است که در آن ماگما به دو فاز مایع و گاز تفکیک میشود و به علت خروج سریع گاز ، گدازه حالت جوشان پیدا میکند.
مقدار قابل ملاحظه‌ای از گازهای آتشفشانی ، هنگام فعالیت آتشفشان با شدت هر چه تمامتر از آن خارج میگردد که مشخص نمودن جنس آنها بسیار مشکل است، زیرا غالبا غیر ممکن است این گازها را که دارای دمای زیاد بدست آورد. به علاوه با ورود گازهای آتشفشانی به اتمسفر ، واکنشهای شیمیایی انجام میشود و ترکیب اصلی آنها تغییر میکند. جدیدترین بررسیهایی که در مورد گازهای آتشفشانی انجام شده است نشان میدهد که بسیاری از گازهای آتشفشانی منشا ثانوی دارند، چون اتمسفر اکسید کننده است در حالی که در اعماق زمین شرایط احیا غلبه دارد. از اینرو گازهای آتشفشانی را از دو نظر می‌توان تقسیم نمود.
تقسیم بندی گازهای آتشفشانی از نظر شیمیایی
بطور کلی گازهای آتشفشانی یا فومرولها از نظر شیمیایی به دو دسته تقسیم می‌شوند :
• فرمرولهای قلیایی : به صورت آمونیاک ، نوشادر و بعضی از ترکیبات کلردار خارج می‌شوند.
• فومرولهای اسید : به مراتب فراوانتر از فومرولها قلیایی است و شامل اسید کلریک ، گازهای سولفورو و سولفوریک و SH2 میشود. رنگ قهوه‌ای و گاه زرد و یا بنفش نتیجه تاثیر این گازها بر سنگها در محل خروج گازهاست.
تقسیم بندی گازهای آتشفشانی از نظر دما
اصولا انواع گازهای آتشفشانی را بر حسب دما تقسیم بندی می‌کنند. البته هر قدر از دهانه آتشفشان دور شویم دمای گازها کاسته میشود و هر قدر زمان استراحت آتشفشان زیادتر باشد دمای آنها کمتر میشود. با افزایش دما مقدار SO2 زیاد و SH2 کم میشود در همین شرایط نسبت Ca به H2 , CO2 به H2O افزایش می‌یابد.
گازهای خیلی گرم
گازهای خیلی گرم ، غالبا در دهانه دیده می‌شوند، دمای آنها ممکن است گاهی به ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد نیز برسد. در ترکیب این نوع گازها H2/NH3BO3H3/SH3/CO2 و بویژه بخار آب وجود دارد (غالبا بخار آب بیش از ۹۰ درصد حجم کل گازها را تشکیل میدهد). به علاوه در آن اسید کلریدریک و کلریدهایی مانند FeCl3/ALCl3/CLNa/NH3Cl نیز پیدا میشود.
گازهای گرم
در نزدیکی پوزول قدیمی در ایتالیا آتشفشانی وجود دارد که فقط بخار آب گرم از بعضی از نقاط آن خارج میشود. کف این منطقه به صورت تشتگی به قطر ۴۰۰ تا ۵۰۰ متر است و از خاکسترهای آتشفشانی بسیار حفره‌دار پوشیده شده است. در اینجا بخار آب سوت زنان خارج میشود. دمای این بخار آب که با مقداری کمی اسید کربنیک و سولفید هیدروژن مخلوط است بین ۱۳۰ تا ۱۶۵ درجه سانتیگراد است. در مجاورت اکسیژن هوا ، سولفید هیدروژن ابتدا به گوگرد و سپس به اسید سولفورو تبدیل میشود.
به دلیل وجود همین گوگرد در گذشته آن را سولفاتارا یا گوگردزا می‌نامیدند. سیلیس موجود موجود در محیطهای سیلیکاته نیز به صورت اوپال ته نشین میشود که رنگ آن سفید و دارای حفره‌های فراوان است. در داخل حفره‌های مزبور گاهی سولفاتهای محلول به صورت زاج طبیعی آلونیت (سولفات آلومینیوم) رسوب می‌نمایند که از نظر اقتصادی دارای اهمیت است. بطور کلی سولفاتار عبارت از خروج بخار آب و سولفید هیدروژن ، با دمای ۹۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد است و در تمام مناطق آتشفشانی دیده میشود.
گازهای سرد
گازهای سرد که به آن موفت Moffette هم گفته میشود گازی است که کمی از هوای معمولی گرمتر باشد. این گازها ممکن است منشا ماگمایی داشته یا نتیجه تصاعد گازها از سنگهای آهکی باشد (انحلال آهک در مجاورت گازهای اسیدی). در ترکیب آن علاوه بر بخار آب ، گاز CO2 به فراوانی یافت میشود. در سال ۱۹۸۶ از یکی از دریاچه‌های کامرون (دریاچه نیوس Nyos) ناگهان گاز CO2 با نیروی عظیم از درون آب بیرون آمد و راه دهکده را در پیش گرفت. بیش از دو هزار نفر اهالی دهکده و چهارپایان را حقه کرد. این گاز منشا ماگمایی داشت و به صورت حباب عظیم در زیر آب دریاچه (از منشا آتشفشانی) پنهان بود.
چشمه‌های آب گرم و چشمه های معدنی
چشمه‌های آب گرم غالبا در اطراف نواحی آتشفشانی و حتی در اطراف آتشفشانهای خاموش دیده می‌شوند. این چشمه‌ها نشانه‌ای از آخرین مرحله سرد شدن مواد ذوب در درون زمین‌اند که از آن بخار آب و گازهای کم و بیش گرم متصاعد میگردد. ترکیب عمده مواد متصاعد بخار آب بسیار گرم و پرفشار و گاز کربنیک است که در هنگام بالا آمدن تدریجا از گرمای آن کاسته میشود. اگر صعود همچنان ادامه یابد بخار آب تقطیر میشود و به صورت چشمه‌های آب گرم تظاهر میکند. دمای چشمه‌های آب گرم عموما ۵ تا ۱۰ درجه سانتیگراد گرمتر از آب محیط اطراف است.
فورانهای آتشفشانی معمولا براساس شکل دهانه ای که از آن فوران صورت می گیرد، محل قرار گیری دهانه در کوه آتشفشان، شکل و نوع مخروط آتشفشانی و بالاخره خصوصیات عمومی فوران (آرام یا شدید – انفجاری یا غیر انفجاری) طبقه بندی می شوند. گدازه های اسیدی به علت درصد Sio2 بالا و درجه حرارت نسبتا پایین دارای گرانروی (ویسکوزیته) بالا و سیالیت پائین بوده و در نتیجه به صورت انفجاری همراه با مواد پرتابی می باشد. اما در گدازه های بازیک به علت درصد Sio2 پائین و درجه حرارت نسبتا بالا، گرانروی پائین بوده و سیالیت افزایش می یابد و در نتیجه مواد پرتابی با مقدار کم و فوران آرام انجام می شود
انواع فوران
-نوع هاوایی:
این نوع آتشفشان به شکل گنبدی می باشد و بیشتر مخروط آن از گدازه رقیق با ضخامت زیاد و گسترش کم است. ارتفاع این نوع آتشفشان نسبتا کم است. از دهانه آن اغلب گدازه های بازیک با سیالیت بالا و مواد پرتابی کم، بیرون می ریزد. به علت وجود میزان کم گاز در گدازه این نوع آتشفشان، فوران جریانی در آن دیده می شود.ماگمایی که به سطح می رسد، معمولا به صورت فواره یا چشمه های گدازه ای خارج می شود. این نوع آتشفشان در جزایر هاوایی به تعداد زیاد یافت می شود. در جزیره ایسلند نیز از این نوع آتشفشان یافت می شود.
۲- نوع استرومبولی:
در آتشفشان های نوع استرومبولی ماگمای نسبتا رقیق با ترکیب بازیک و مواد پرتابی کم تا زیاد می باشد که مواد پرتابی به صورت ریتمی از اسکوری های ملتهب، لاپیلی و بمب می باشد. عمده فعالیت این نوع آتشفشان در ساحل غربی ایتالیا دیده شده است. فعالیت های آرام استرومبولی از دهانه های باز صورت می گیرد و گدازه های نسبتا سیال در افق های بالایی مجرای آتشفشان وجود دارند. به علت گرانروی بالای ماگما، خروج گاز زیادتر از انواع ماگماهای سیال نوع هاوایی صورت می گیرد.
فوران های طولانی مدت استرومبولی می تواند مخروطهای مختلط را تشکیل دهد، در حالی که فوران های کوتاه مدت معمولا مخروط های اسکوری دار را تشکیل می دهند. خاکستر در این نوع آتشفشان کم بوده و به هنگام انفجار تولید ابرهای سبک وزنی را می کند.شیب مخروط این نوع آتشفشان از شیب آتشفشان نوع هاوایی خیلی بیشتر است.
۳- نوع وولکانو:
در نوع وولکانو، گدازه های خمیری شکل، دهانه آتشفشان را مسدود می کند و مانع خروج گازها و بخارات می شود. پس از آن که فشار گازها و بخارات بر اثر تراکم زیاد شد، انفجارات شدید تولید می کند. بر اثر انفجار، ذرات مواد مذاب با فشار به خارج رانده شده و بر اطراف پرتاب می شوند و تولید ابرهای ضخیم و وسیعی از خاکستر را می کنند. این ذرات خاکستر، پس از سرد شدن در اطراف دهانه آتشفشان ریخته شده و تولید مخروطی از خاکستر می کند.
این نوع مخروط آتشفشانی اغلب دارای دو شیب است که یکی به طرف دهانه و دیگری به طرف خارج است گدازه مذاب در آن ها به صورت روانه، خیلی کم و نسبتا محدود است.
یک کوه آتشفشان ممکن است مدتی به شکل یک نوع و مدتی دیگر به شکل نوعی دیگر آتشفشانی می کند. چنان که آتشفشانی کوه وزوو و اتنا. گاهی از نوع استرومبولی و زمانی از نوع وولکانو می باشد.
۴- نوع پله:
در آتشفشان نوع پله که در جزیره مارتینیک قرار دارد، مجرای آتشفشانی به وسیله گدازه بسیار لزج و خمیری شکلی مسدود می شود و در نتیجه گازها و بخارات برای خود سوراخ و راهی در دامنه و پهلوی کوه پیدا می کنند. ابرهای سوزان در این نوع آتشفشان تقریبا شبیه نوع وولکانو می باشند ولی شدت خروج آنها از دهانه زیادتر است. به علاوه، حرکت آنها موازی با سطح زمین و گاهی مایل با آن است، در حالی که در نوع وولکانو این حرکت به صورت قائم می باشد. در آتشفشان نوع پله، اغلب مواد مذابی که خیلی غلیظ و خمیری شکل هستند با فشار زیاد از دهانه خارج می شوند و به شکل سوزنی در دهانه کوه منجمد می شوند که به این مواد منجمد شده در دهانه کوه، سوزن پله می گویند.
۵- نوع کومولوولکان یا کوپول:
مخروط این نوع آتشفشان به شکل گنبد است که به یک طرف بیشتر متمایل است. این نوع آتشفشان در شرایطی تقریبا مشابه نوع پله ایجاد می شود. قطعات بزرگی از سنگ، که از دهانه این نوع آتشفشان خارج می شود، ممکن است دارای سطوح صیقلی یا مخطط باشند
مشخصات آتشفشان
آتشفشانها دستگاههای طبیعی خروج مواد مذاب یا گاز و یا جامدی هستند که از درون زمین به خارج رانده می‌شوند. این مواد در سطح زمین پخش گردیده ، برجستگیهای خاصی متناسب با غلظت گدازه‌های خود تولید می‌نمایند. فعالیت آتشفشانها همیشگی نیست، بلکه منقطع و متناسب است. مثلا آتشفشان دماوند چندین مرحله فوران و آرامش را داشته است. آتشفشانهای امروزی هم خاموش و گاهی فعالند.
شدت انفجار
آتشفشانها از نظر وجود یا عدم وجود انفجار و نیز شدت انفجار اقسام مختلفی دارند که در زیر به انواع آنها اشاره می‌کنیم.
• بدون انفجار : در این حالت قسمتی از پوسته جامد زمین شکافته شده و گدازه‌ها که غالبا غلظتی کم داشته و روان می‌باشند، به بیرون جاری می‌شوند.
• با انفجار محدود: نمونه آتشفشانهای با انفجار محدود در مونالوآ (هاوایی) که در سال ۱۹۴۹ دیده شده است. اینگونه آتشفشانها در مراحل اولیه فعالیت ، بدون انفجار می‌باشند، ولی در مراحل آخر با انفجار همراهند.
• انفجار نقطه‌ای : این نوع آتشفشانها را می‌توان گونه‌های حقیقی آتشفشان به حساب آورد انفجارهای نقطه‌ای ممکن است منفرد و تنها باشند یا تکراری و کم و بیش همیشگی. این نوع آتشفشانها احتمال دارد در هر نوبت گونه‌های خاصی از گدازه که ممکن است اسیدی یا قلیایی و یا حد واسط باشند، بیرون بریزند. نمونه این آتشفشانها ، آتشفشان استرومبولی در جزایر لیپاری است.
مفاهیم آتشفشان شناسی
ماگما Magma:
ماده طبیعی، داغ و سیال که عمدتا سیلیکاته بوده و ماده اصلی سازنده سنگ ها به شمار می رود.
گدازه Lava:
ماگمایی است که به سطح زمین راه یافته است. گدازه می تواند در سطح زمین مانند رودخانه جریان یابد یا تشکیل دریاچه را بدهد.
گرانروی ماگما ( ویسکوزیته Viscosity) :
هر چه میزان Sio2 در ماگما بیشتر باشد، گرانروی ماگما بیشتر شده و سیالیت کاهش می یابد. گرانروی ماگما، میزان مقاومت ماگما در مقابل جریان یافتن است یا میزان اصطکاک داخلی ماگما که به ترکیب شیمیایی، دما و فشار حاکم بر ماگما بستگی دارد. واحد گرانروی NS/m2 که به آن پواز می گویند و با u نشان داده می شود.
آشیانه های ماگمایی:
شواهد ژئوشیمیایی، ژئوفیزیکی و پترولوژیکی نشان دهنده آن است که در زیر اغلب آتشفشان ها آشیانه های ماگمایی وجود دارد. اشیانه های ماگمایی دارای اشکال و اندازه های متعددی می باشد (از ۰۰۱/۰ تا ۱۰۰۰ کیلومتر مکعب یا بیشتر) و به صورت منفرد تا شبکه ای پیچیده که توسط دایک ها و سیل ها برهم مرتبط می شوند. ژرفای آشیانه های ماگمایی متغیر می باشد ولی به طور کلی آشیانه های ماگمایی در ژرفای کم، بهتر تشکیل می شوند. آشیانه های ماگمایی در اعماق بیشتر از نظر حرارتی گرم تر و از نظر شیمیایی مافیک تر و دارای بلورهای درشت تری می باشند.
دیاپیر Diapirs:
واژه دیاپیر از دو کلمه Dia به معنی ( از وسط یا از میان ) و Peiro به معنی ( سوراخ کردن یا رخنه کردن ) اقتباس شده است. تصور بر این است که معمولا ماگماها از گوشته ( اغلب استنوسفر ) منشاء می گیرد و به صورت دیاپیر حرکت می کند. دیاپیرها توده های سنگی یا ماگمایی شناوری هستند که ضمن حرکت به سمت بالا، سنگ بالائی را سوراخ می کنند.
در زون زاگرس، به ویژه در جنوب ایران و در مناطق بندرعباس ، داراب و شهرکرد گنبدهای نمکی با چگالی و گرانروی کمتر به سن کامبرین زیرین وجود دارند که سنگ های رسوبی بالایی خود را با چگالی و گرانروی بیشتر قطع کرده اند و از میان آنها خود را به سطح زمین رسانده اند. به نظر می رسد که سنگ هایی که توسط این گنبدها قطع شده اند، اغلب بیش از ۱۵ کیلومتر ضخامت دارند.
توده های نفوذی:
شکل توده های نفوذی با توجه به سنگ های دربرگیرنده (میزبان) به ۲ دسته تقسیم می شوند:
الف – توده های نفوذی که سنگ میزبان و سنگ های مجامد را قطع می کنند مانند باتولیت ، ایتوک و دایک
ب – توده های نفوذی که با سنگ میزبان حالت موازی مانند سیل ، لاکولیت و فاکولیت
دایک:
توده های آذرین نفوذی تخته ای یا دیواره مانند که شیب تندی داشته و لایه بندی یا فولیاسیون سنگ های دربرگیرنده را قطع می کند.
سیل:
توده های آذرین نفوذی تخته ای که به موازات ساختمان های صفحه ای سنگ در برگیرنده نفوذ می نماید.
باتولیت:
توده های نفوذی بزرگ و معمولا متقاطع با سنگ های درونی که وسعت بیرون زدگی های آنها بیش از ۱۰۰ کیلومتر مربع می باشد.
استوک:
توده های کوچک و متقاطع سنگ های درونی، با بیرون زدگی کمتر از ۱۰۰ کیلومتر مربع.
لاکولیت:
مجموعه وسیعی از سنگ های آذرین در بین لایه های رسوبی را لاکولیت گویند که به صورت عدسی شکل می باشد. لاکولیت ها معمولا از سیل ها ستبرتر ولی در ازای آن کمتر است. که لویولیت، فاکولیت و بیسمالیت حالات خاصی از آن می باشند.
بیسمالیت:
لاکولیتی است که قسمتی از سقف آن بر اثر شکستگی ها به طرف بالا رانده شده است.
فاکولیت:
اشکالی از مواد گداخته که به صورت هم شیب باتاق تاقدیس یا ناو ناودیس لایه های رسوبی، انجماد می یابد. فاکولیت می تواند بی ریشه باشد و از ذوب موضعی سنگ های رسوبی به هنگام چین خوردن به وجود آید.
لوپولیت:
توده های بزرگ و معمولا هم شیب با سنگ های درونی بوده و به شکل عدسی شکل یا با سطح محدب می باشد.
مناطق آتشفشانی در ایران
- آتشفشان دماوند:
مخروط آتشفشانی دماوند در شرق تهران و ۶۰ کیلومتری ( فاصله هوایی ) آن با مختصات “۲۴ ‘۰۶ ۵۲۰ طول شرقی و “۰۵ ‘۵۷ ۳۵۰ عرض شمالی واقع شده است. نزدیکترین شهرها به این آتشفشان به ترتیب عبارتند از: رینه (در دامنه جنوبی) ، پلور، دماوند و فیروزکوه ( در شرق ). گسترش گدازه ها و مواد آذر آواری در دماوند در حدود ۴۰۰ کیلومتر مربع و در محدوده ای به طول ‘۱۸ ۵۲۰ تا ‘۵۹ ۵۱۰ و عرض “۳۰ ‘۰۴ ۳۶۰ تا “۳۸ ‘۴۸ ۳۵۰ را شامل می شود.
ارتفاع قله آتشفشانی دماوند از سطح دریا ۵۶۱۰ متر می باشد. ۲ مسیر برای صعود به قله وجود دارد؛مسیر اول جنوب شرق که مسیر نسبتا آسانی است و مسیر دیگری مسیر شمالی که صعود از طریق آن بسیار مشکل و خطرناک است. زمستان های منطقه دماوند بسیار سرد همراه با یخبندان و تابستانهای آن معتدل می باشد. در بیشتر ماه های سال قله آتشفشانی دماوند پوشیده از برف است و مناسبترین ماه برای صعود به قله، مرداد ماه می باشد. بخشی از سفیدی قله دماوند که در مرداد ماه قابل مشاهده است، متعلق به گوگردهای متصاعد شده از دهانه مخروط می باشد. مخروط آتشفشانی دماوند در شرق البرز مرکزی قرار دارد. اگر البرز غربی و شرقی را امتداد دهیم، در محل دماوند این دو امتداد از هم دور می شوند.
آتشفشان البرز مربوط به ولکانیسمی است که در کواترنر در البرز مرکزی رخ داده است. تمامی ساختمانهای تکتونیکی از جمله: گسلها ها، تراست ها، چین های البرز مرکزی که در منطقه دماوند وجود دارند، زمانی که به محدوده گدازه ها می رسند، محو می شوند. آتشفشان دماوند به صورت مخروط نامتقارنی است که در قسمت جنوب غرب آن گدازه ها گسترش بیشتری دارند. ریفت مخروط آتشفشانی بیانگر این موضوع است که فعالیت این آتشفشان منحصر به دهانه مرکزی نبوده است بلکه دهانه های جانبی نیز در ایجاد مخروط نقش داشته اند. تعدادی دهانه جانبی در ارتفاعات بالای مخروط در سمت جنوب غرب و شمال شرق قرار دارند اما فعالیت اصلی این آتشفشان از دهانه مرکزی آن صورت می گیرد.
در ترکیب سنگ شناسی آتشفشان دماوند بر اساس میزان Sio2 و ترکیب کانی شناختی آن ۳ گروه سنگی قابل تفکیک هستند:
الف – سنگ های بازیک: که این سنگ ها در محدوده پلور و رینه و پل ورکوه دیده می شوند. این سنگ ها نسبت به دیگر سنگ های دماوند قدیمی تر می باشند. زیرا بر روی سنگ های بازیک منطقه پلور مقدار کمی گدازه های حدواسط (تراکی آندزیت) مشاهده می شود. این گدازه ها تنها در دامنه های کم شیب دماوند مشاهده می شوند و مقدار آنها از سایر سنگ ها کمتر است. این گدازه ها به علت درصد Sio2 پائین و سیالیت بالا دارای وسعت بیشتری است.
ب – سنگ های حدواسط: که حجم اصلی سنگ های آتشفشانی منطقه را دارا است شامل گدازه ها و سنگ های آذرآواری می باشد و ترکیب کانی شناختی تراکی آندزیت و تراکیت دارند. تغییرات سنگ شناسی و ژئوشیمیایی تراکی آندزیت ها و تراکیت ها تدریجی بوده و انواع حدواسط بین این دو فراوانند.
ج – سنگ های اسیدی: که مرز بین سنگ های اسیدی و حدواسط در سنگ های آتشفشانی دماوند تدریجی است. این سنگ ها در دامنه قله شمالی کوه هاره و با ضخامت حدود ۱۰۰ متر بر روی آهک های لار قرار گرفته اند.
این گدازه ها به طور متناوب همراه با مواد توفی به شدت دگرسان شده می باشند.
این گدازه ها متراکم و قرمز رنگ بوده و فنوکریست های پلاژیوکلاز و هورنبلند در آنها قابل تشخیص است.
د- سنگ های ولکانی کلاستیک که در بخشهای جنوبی، شرقی و غربی دماوند بیشتر دیده می شود و در بخشهای شمالی کاهش می یابد. سنگ های ولکانو کلاستیک به ۲ دسته پیروکلاستیک و اپی کلاستیک تقسیم می شوند. نهشته های پیروکلاستیک شامل انواع توف های آتشفشانی دماوند شامل موارد زیر می باشند:
I – توف های شیشه ای دره هزار، توف تراکیتی جنوب قله دماوند، توف شیشه ای شمال دماوند و توف شیشه ای پومیسی رینه.
II – برش آتشفشانی دماوند.
III – نهشته های ریزشی پومیسی.
IV – نهشته های جریانی پیروکلاستیک غرب دماوند و بالای روستای آبگرم.
V – نهشته های جریانی بلوک و خاکستر.
VI – نهشته های اپی کلاستیک که در بخشهای جنوبی و شرقی دماوند قابل مشاهده است.
در ارتباط با نحوه تشکیل آتشفشان دماوند نظریات مختلفی ارائه شده است که در ذیل به آنها اشاره خواهد شد:
اوسینیکو ( ۱۹۳۰ ) معتقد است که منطقه گسلها دار اسک و آبگرم باعث بالا زدن گدازه ها شده است.
کریستا ( ۱۹۴۰ )، یک خمش در کمان البرز را مسبب تشکیل آتشفشان دماوند دانسته است.
آلن باخ ( ۱۹۶۶ )، معتقد است که گسلها های تشکیلات رسوبی موجب صعود گدازه ها به سطح زمین گشته اند.
جانگ و همکاران ( ۱۹۷۵ )، با اعتقاد بر برخورد صفحات عربستان و اوراسیا، فرورانش صفحه عربستان در امتداد سطح بینوف و ذوب این صفحه در اعماق و ایجاد ماگمای آتشفشانی، علت پیدایش نمونه های کالکوآلسکالن ایران مرکزی را مربوط به عمق زیاد این منطقه ذوب می دانند که در نتیجه دور بودن از تراست و عمق زیاد ذوب، سنگ های آتشفشانی آلکالن آشکار شده اند.
بروس و همکاران ( ۱۹۷۷ ) با توجه به ترکیب شیمیایی گدازه های دماوند آن را آتشفشان ویروس و دور از زاگرس در نظر گرفته و تشکیل آن را مرتبط با برخورد صفحه عربستان و اوراسیا و فرورانش نوع خاص و ذوب پوسته اقیانوسی می دانند.
علی درویش زاده (۱۳۶۴) عقیده دارد که آخرین حرکت کمپرسیونی (فشارشی) که فلات ایران را تحت الشعاع قرار داده و سبب چین خوردگی، بالا زدگی و جمع شدن پوسته قاره ای ایران گردیده، محل تاشدگی البرز را هم تحت فشار قرار داده است و این فشار موجب فعال شدن شکستگی های عمیق و خروج مواد مذاب گردیده است.
نوگل سادات (۱۹۸۵) معتقد بود که حرکت گسلها هایی که دارای خمیدگی هستند، باعث ایجاد یک منطقه کشش در محل خمیدگی گشته و آتشفشان دماوند نیز اثر چنین پدیده ای است.
ایران نژاد (۱۳۷۰) معتقد است که گسلها های عمیق منطقه می توانند شرایطی را ایجاد کنند که از طریق آن ماگمای آلکاسن به سطح زمین برسد. گسلها های اسک، بایجان، نوا، سفیدآب، شاهان دشت و ورارود در منطقه شناخته شده و تا زیر دماوند ادامه دارند.
۲- آتشفشان سهند:
این آتشفشان در ۴۰ کیلومتری جنوب تبریز با ارتفاع حداکثر ۳۷۱۰ متر واقع شده است. تعیین سن مطلق گدازه های مختلف آن سن ۱۲ تا ۱۴۰ هزار سال را نشان می دهد (۱۳۵۶). به عقیده معین وزیری فعالیت های آتشفشانی سهند در چندین مرحله صورت گرفته اند و در بین این مراحل آرامش نسبی وجود داشته است. وفور خاکستر به همراه قطعات یومیسی تا فواصل دور پراکنده شده اند که نشان گر انفجارات شدید آتشفشان سهند است.
بلندترین قله، مجموعه متناوبی از برش، پیروکلاستیک ها و آهک سیلیسی است که طی دو مرحله فعالیت به وجود آمده اند. مرحله اول به صورت انتشار روانه های برشی و مرحله دوم شامل خروج گدازه های داسیتی است. ترکیب سنگ شناختی سهند شامل آندزیت، داسیت، ریوداسیت و ریولیت به همراه مواد آذرآواری فراوان می باشند. ماگمای تشکیل دهنده این سنگ ها اشباع از سیلیس بوده و دارای آلومینیوم زیادی است.
مطالعه این آتشفشان نشان می دهد که ولکانیسم در آب صورت گرفته و آثار انواع ماهی در مناطق اطراف توده سهند بیان گر آن است که سهند را دریایی کم عمق فرا گرفته است. با آغاز فعالیت این آتشفشان در اواسط دوره میوسن و ایجاد شرایط نامطلوب، گروهی از پستانداران به صورت دسته جمعی از بین رفته اند که آثار این جانوران در حوضه های رسوبی اطراف مشهود است.
توده آتشفشانی سهند در واقع یک استراتوولکان شامل پیروکلاست ایگنمبریت و گدازه است که توسط دودکش های مختلف و پراکنده در یک منطقه وسیع بیرون ریخته شده اند. در فاصله دوره های آتشفشانی سهند، رسوبات سیلابی – رودخانه ای و یخچالی تشکیل شده اند که غالبا تا شعاع چندین ده کیلومتری اطراف مراکز آتشفشان گسترش یافته اند. توده آتشفشانی سهند به وسعت بیش از ۳۰۰۰ کیلومتر مربع، رسوبات دوره میوسن و قدیمی تر را پوشانده است. تشکیلات ولکانو سدیمنت آن به شعاع چند ده کیلومتر از دامنه های سهند به طرف جلگه های اطراف گسترش یافته اند.
۳- آتشفشان سبلان:
این آتشفشان در باختر شهر اردبیل به ارتفاع ۴۸۱۱ متر قرار دارد که در واقع خط تقسیم حوضه های آبریز ارومیه و رودخانه ارس به شمار می رود. رشته کوه آتشفشانی خاموش سبلان از دره قره سو در شمال غرب اردبیل شروع و در جهت شرقی – غربی به طول ۶۰ کیلومتر و عرض تقریبی ۴۸ کیلومتر تا کوه قوشاداغ در جنوب اهر ادامه می یابد. مخروط آتشفشانی سبلان از نوع چینه ای است که گدازه های آن سطحی معادل ۱۲۰۰ کیلومتر مربع را اشغال کرده اند. مخروط سبلان ساختمان مرکزی عظیمی است که بر روی یک سیستم هورست با روند شرقی – غربی قرار گرفته است.
دیدون و ژرمن ( ۱۹۷۶) سن این آتشفشان را پلیوکواترنر می دانند. اما باباخانی، سکویه و ریو (۱۳۶۹) اظهار می دارند که نخستین جریان گدازه سبلان بر روی توف ها و کنگلومرا های الوار قرار دارند که از نهشته های کواترنر پیشین حوضه مشکین شهر هستند. دیدون و ژرمن فعالیت آتشفشانی سبلان را به ۳ بخش تقسیم می کنند:
الف – جریانات گدازه ای سبلان کهن که بیشترین بخش کوه سبلان را در بر میگیرد و شامل آندزیت های زیرین و میانی و جریان گدازه داسیتی است.
ب – فرونشست که بخش مرکزی ساختمان پیشین گسیخته شده که نتیجه آن ایجاد یک فرورفتگی دایره ای به قطر ۲۰ کیلومتر است و همزمان با فرونشست کالدار، فوران های انفجاری نیز روی داده است و از مواد آذرآواری تشکیل شده است.
ج – گنبدها و جریانات گدازه ای سبلان جوان که پس از فروریزش کالدار، فوران مواد آتشفشانی صورت گرفته که بلندترین بخش های مرکزی آتشفشان را تشکیل می دهند.
لازم به ذکر است که فعالیت های آتشفشانی سبلان از نوع آلکالن سریک است.
۴- آتشفشان تفتان:
تفتان یک آتشفشان جوان و نیمه فعال به سن پلیوسن – کواترنر در بلوچستان و ۵۰ کیلومتری شهر خاش قرار دارد. ارتفاع این آتشفشان از سطح دریا ۴۰۵۰ متر و از دشت های اطراف ۲۰۰۰ متر است. این آتشفشان در روی فیلیش های کرتاسه بالایی و ایوسن بنا شده است. اولین فوران تفتان شامل گدازه ها و سنگ های پیروکلاستیک با ترکیب داسیت و ریوداسیت در ۲۰ کیلومتری غرب – شمال غرب قله فعلی شروع شده است ( گانسر ۱۹۶۶ ).
فعالیت مجدد تفتان شامل: گدازه های داسیتی و آندزیتی متعلق به اواخر پلیوسن در ۱۰ کیلومتری شمال غرب پس از یک آرامش منجر به تشکیل طبقات اگلومرا، یک انفجار مهم در ۲ کیلومتری جنوب قله امروزی به وقوع پیوسته که اثر آن امروزه به صورت گودال فرسایشی دیده می شود.
یکی از ویژگی های جالب در تفتان، ناهماهنگی کانی شناسی و تحول معکوس کانی ها در آندزیت های کواترنر این آتشفشان دیده می شود. در گدازه های تفتان سنگ های بازیک مشاهده نمی شود. سنگ های آذرآواری و توف های پومیسی بخش وسیعی از شرق و جنوب غرب آتشفشان تفتان را می پوشانند که این سنگها عمدتا از پومیس و پرمیسیت تشکیل شده اند.
۵-آتشفشان بزمان:
سنگ های آتشفشانی – نفوذی شمال گودال جازموریان مجموعه سنگ های ماگمایی بزمان را شکل می دهند. این کمپلکس ماگمایی جزء زون ماگمایی ارومیه – دختر محسوب می شوند. سنگ های نفوذی منطقه بزمان از گرانیت آلکالن پورفیری با فلدسپات های پتاسیم دانه درشت، گرانیت های دورنیلنددار، گرانودیوریت تا کوارتز دیوریت تشکیل شده اند که دارای ۶۴ تا ۷۴ میلیون سال سن می باشند.
سنگ های خروجی این منطقه شامل سنگ های داسیتی، آندزیت – داسیتی و بندرت ریولیت، ایگنمبریت و توف های شیشه ای متبلور تشکیل می دهند که در جنوب شرق آتشفشان بزمان رخنمون دارند. سنگ های آتشفشانی بزمان عمدتا آندزیت، بازالت و کمی الیوسن بازالت می باشند. آتشفشان دارای ساختمان استراتوولکان پیچده ای می باشد و انواع گدازه های آندزیتی، داسیتی و ریوداسیتی در دامنه شرقی آن زیادتر است. مخروط اصلی این آتشفشان از اجتماع برش های ایگنمبریتی، پرمیس و گدازه تشکیل شده که به طور متناوب قرار گرفته اند.
۶-آتشفشان آرارات:
آرارات یک آتشفشان استراتوولکان است که وسعتی در حدود یک هزار کیلومتر مربع را اشغال کرده است. این آتشفشان در محل تلاقی شکستگی های بزرگ با جهت شرقی – غربی و غربی – جنوب شرقی قرار گرفته است. در منطقه آرارات، بر روی رسوبات کواترنر، توف های قرمز تحتانی و سپس گدازه های آندزیتی، داسیتی و ریوداسیتی ریخته شده اند و در پایان نیز روانه های بازالتی منطقه را می پوشانند.
