Ugnikalniai

ĮŽANGA

Pasaulyje kasdien kur nors įvyksta žemės drebėjimas ar išsiveržia ugnikalnis. Laimei, didžiuma šių reiškinių lieka beveik nepastebėti dėl savo menkumo ar atokumo nuo gyvenamų vietų. Jie domina tik mokslininkus. Ugnikalniai nuolat išsiveržia gilių vandenynų dugne. Apie “naujus” išsiveržimus iš masinių informacijos priemonių sužinome tik tada, kai būna aukų ir materialinių nuostolių.
Žmonių gyvenimas Žemėje nesudaro nė tūkstantosios gyvybės egzistavimo mūsų planetoje trukmės dalies. Kad ir kokie didžiuliai būtų technikos laimėjimai, mūsų galios, palyginti su beribėmis Gamtos jėgomis, vis dar labai meenkos. Pavyzdžiui, Lakio ugnikalnio išsiveržimas Islandijoje 1783 m. buvo 50 kartų galingesnis už megatono galingumo vandenilinę bombą ir išskyrė energijos 30 kartų daugiau, nei per metus pagamina viso pasaulio elektrinės.
Stichinių nelaimių metu pasaulyje buvo sugriautas ne vienas miestas, ir žmonės labai mažai arba nieko nagalėjo padaryti, kad jų išvengtų. Manoma, lad išsiveržus Etnos ugnikalniui Sicilijoje 1669 m. pasaulis neteko šimto tūstačių žmonių, o Krakatau išsiveržimas Indonezijoje 1883 m. nusinešė duagiau nei 36 000 gyvybių.
Tokio msto nelaimių pasitaiko beveik kiekviename amžiuje, o mažesnių, kurios reikalauja irgi auukų ir sukelia kančias, – kur kas dažniau; tiesa, joms ištikus, žūsta ir sužalojama mažiau žmonių, bet ten gyvenantieji jaučia nuolatinę grėsmę, su kuria ilgainiui apsipranta. O kai bandoma užbėgti stichinei nelaimei už akių ir kiek galima sušvelninti būsimus jos padarinius, mė

ėginimai atitaisyti žalą prilygsta arklidės durų uždarymui po to, kai arkliai jau išbėgioję. Tokių beprasmių veiksmų neprireiks, jei bus imtasi kruopščios jau įvykusių katastrofų analizės ir būsimų prognozavimo.
Tyrinėjant mūsų planetos sandarą, sužinome, kas verčia žemynus, kuriuose gyvename, pamažu dreifuoti (slinkti) Žemės paviršiumi, kaip šis jų slinkimas sukelia žemės drebėjimus ir vulkaninius reiškinius (vulkanizmą); kodėl iš pažiūros tvirta uoliena, ant kurios stovime, gali nei iš šio, nei iš to sutrūkinėti, ir dėl to vienoje vietoje įvyksta žemės drebėjimas, o kitoje ji liejasi lyg degutas. Tos žinios mumspadeda suprasti, kodėl žemės drebėjimai sukelia milžiniškas pražūtingas vandens bangas ir kodėl ugnikalniai per kelias sekundes gali nuniokoti neaprėpiamą plotą.
Ištyrus būdingus ugnikalnių veiklos reiškinius, galima apskaičiuoti, kur ir kada įvyks šios stichinės nelaimės, ir suudaryti žemėlapius, rodančius galimos jų grėsmės vietą. Jais naudodamiesi tenykštė valdžia parengs išankstinį evakuacijos planą.
Laibiausiai kenčia atsiliekančios Trečiojo pasaulio šalys, kurios negali sau leisti sudarinėti brangių prognozės schemų. Nors Jungtinių Tautų pagalbos nelaimės atveju organizacija (UNDRO) ir Pagalbos bado atveju Oksfordo komitetas (OXFAM) labai stengiasi bent iš dalies palengvinti žmonių kančias, tačiau išties sumažinti stichinių nelaimių pavojų žmonijai gali padėti tik bendros pasaulio mokslininkų pastangos ir glaudesnis šalių vyriausybių bendradarbiavimas.

I. UGNIKALNIŲ ANATOMIJA

1. Fejerverkai jūroje

Indonezijoje, tarp Javos ir Sumatros salų, kadaise bū

ūta mažytės salelės su trimis ugnikalnių viršūnėmis. Centrinė viršūnė vadinosi Krakatau. Būtent čia įvyko didžiausias žmonijos istorijoje ugnikalnio išsiveržimas. 1883 m. gegužės 20 d. Kralatau ugnikalnis staiga nubudo ir pradėjo veikti išmesdamas į atmosferą beveik 10 km aukščio garų ir vulkaninių pelenų kupolą. Paskui keletą dienų jo aktyvumas vis didėjo; virš jo po išsiveržimo iškilusiame debesyje žaižaravo nuostabios ugnelės. Po savaitės vulkanas ėmė rimti ir į salą jau galėjo atvykti stebėtojai. Jie nusprendė, kad nores Krakatau išsiveržimas dar nesibaigęs, gretimų salų gyventojams pavojus nebegresia.

Po kiek laiko, rugpjūčio mėnesį, ugnikalnis staiga įsisiautėjo, išsviesdamas pemzos ir pelenų debesis, kurie iškildavo net iki 27 km aukščio, grumėdamas kas kelios minutės smarkiais sprogimais. Mėnesio pabaigoje prasidėjo paskutinis, pražūtį lemiantis išsiveržimų etapas, ki sproginėjimai buvo girdimi net už 1100 km.

Kaip tik tuo metu krovininio laivo kapitonas plaukė siauru Sundos sąsiauriu tarp Javos ir Sumatros salų. Laivo žurnale jis įrašė:

,,Girdėjosi kurtinantys, tarsi artilerijos

sviedinių, sprogimai, danguje

sproginėjo dujų išstumti lavos luitai,

spindėdami lyg didžiuliai fejerverkai –

iškilmių ugnys. Penktą valandą po pietų

ant laivo denio ėmė kristi karštos

pemzos gabalai, kai kurie jų buvo sulig

moliūgu! Denį kaipmat užberdavo

pelenai (per 10 minučių susidarydavo 15

cm sluoksnis), todėl įgulos nariai be

paliovos jį valė.”

Ugnikalnio išsiveržimo pašvaistė sąsiauriu laivą vairuojačiam kapitonui atstojo švyturį.

,,Ore nepaliaujamai žybčiojanti elektra

kūrė įspūdingą reginį. Ant laivo

br />
stiebo ir takelažo nuolat blykščiojo ryškiai

melsvos elektros iškrovos.

Jūreiviai bijojo, kad karštos žiežirbos

Neuždegtų takelažo ir laive nekiltų gaisras.”

Rugpjūčio 27 d. įvyko išsiveržimo kulminacija. Vulkaniniai pelenai pakilo į 80 km aukštį; ko gero, jie tris kartus apskriejo pasaulį. Netoli ugnikalnio pustrečios dienos pelenų debesis buvo

užtemdęs saulę. Sprogimai virto nepaliaujamu riaumojimu, bet didžiausias Žemėje žinomas sprogimas įvyko tuoj po dešimtos. Jis buvo girdėti visame Indijos vandenyne, net už 50 km buvusiems žmonėms suskaudo ausis.

Sprogimai vyko ir nusiritus į jūrą didžiuliam iki raudonumo įkaitusiam vulkaninių pelenų srautui. Karšti raudoni uolienų luitai, įkritę įvandenį, tuoj pat vėso, o jų šilumos energija virto sprogstančias garais. Sprogimai sukėlė milžiniškas 39 m aukščio bangas (vadinamas cunamiu),kurios užliejo žemąsias Javos ir Sumatros pakrantes. Tos pražūtingos bangos nušlavė ištisus kaimus. Kai kurios jų nusigavo net 16 km į salos gilumą. Iš viso dėl šio cunamio žuvo daugiau kaip 36 000 žmonių. Vieni paskendo, kiti mirė nuo ligų, kilusių sugriuvus vandens drenažo sistemai.

Po išsiveržimo buvo kostantuota, jog Krakatau viršūnė visai išnyko. Ilgus metus manyta, kad sala susprogo įgabalus. Bet jei Krakatau iš tiesų būtų suskilusi, didelės jos dalys turėjo būti rastos prie Sundos sąsiaurio pakrančių. Paskutiniai tyrunėjimai parodė, kad tokių dalių ten nėra. Dabar jau žinoma, jog sala nugrimzdo atgal į savo magmos židinį, kaip kad ir

r buvo iš jo išmesta į atmosferą. Po 1883 m. magmos židinys vėl pradėjo veikti ir suformavo naują vulkaninę salą.

2. Gamta nugali

Išsivežus Krakatau, salos augmeniją ir gyvūniją sunaikino iškritę pelenai ir pemza. Bet per dešimtmetį ir augalai, ir gyvūnai saloje taip atsigavo, bet beveik neliko išsiveržimo pėdsakų. Salos lankymas nebuvo ribojamas, todėl dabar sunku nustatyti, kiek rūšių atgabeno lankytojai, o kiek jų atkeliavu vandeniu ir oru.

P o aštuonesdiašimt metų mokslininkams pasitaikė proga nuodugniau ištirti gamtos galybes. 1963 m. netoli Islandijos krantų iš jūros dugno išsiveržęs ugnikalnis suformavo naują salą, vadinamą Surtsėjumi (Surtsey). Lava tekėjo 18 mėnesių, kol susidarė 2,5 km2 ploto sala. Lankymasis joje buvo griežtai kontroliuojamas. Mokslininkai stabėjo, kaip čia plinta gyvybė. Pirmiausia vanduo išplovė į krantą sėklų, kuriomis mito pro šalį skrendantys paukščiai; dabar jie suka lizdus saloje.

Pirmosios ant plikų vulkaninių uolų iųdygo jūrinės naktinės našlaitės, smiltyninės varputės, virgininės mertenzijos ir smiltainiai. Dabar šioje saloje aptinkama apie 20 rūšių augalų. Daugumą sėklų į Surtsėjų atplukdė vandens srovės, kitas prilipusias prie kojų ir viso kūno atskraidino kirai, žąsys, migruojantys paukščiai, kaip antai snieginės startės. Vandens plukdomi medžiai ir velėna padengti luitai, atitrūkę nuo gretimų salų uolų, atip pat prinešė sėklų ir smulkučių gyvūnėlių. Vėjas atpūtė pūkių sėklas, kurių švelniais pūkeliais rėplinėjo vorai. Kerpės ir samanos pradėjo augti ant lavos, o iš jų liekanų ėmė formuotis dirva. Juodieji kirai, audrapaukščiai, tripirščiai kirai jau susisuko saloje lizdus. Prasidėjus vegetacijai prie jų prisijungs ir kiti. Gamta pajėgi ilgainiui užgydyti savo žaizdas.

3. Kas yra ugnikalnis?

Pasaukyje kasdien kur nors ima veikti bent vienas ugnikalnis. Dauguma tų kasdieninių išsiveržimų būna silpni ir įvyksta jūros dugne arba nuošaliose vietose, todėl jų nepastebime. Vulkanai yra tikri “apsauginaia vožtuvai”, atveriantys susikupusių dujų slėgiui angą iš Žemės gelmių.
4

Daugelis mano, akd ugnikalnis – tai kūgio pavidalo kalnas, išmetantis ugnį, garus ir lavą. Tai tik dalis tiesos. Kai kurių ugnikalnių gelmių medžiaga veržiasi iš kelių angų, o kitų – pro plyšius, vadinamus sprogiais. Pro juos išsviedžiama begalė lavos, užliejančios tolimiausias apylinkes.

Havajai. Iš sprogio liejasi lava

1783 m. per sprogį išsiveržusi lava Islandijoje padengė daugiau kaip 560 km2 dirbamos žemės. Lava sunaikino derlių, o nuo nuodingųjų dujų žuvo gyvuliai ir Islandijos salą skalaujančios jūros žuvys. Kilęs badas kainavo gyvybę penktadaliui Islandijos gyventojų. Po šios išsiveržimo Eurploje prasidėjo nelyginant trumpas ledynmetis, nes milžininški dulkių debesys aptemdė saulę ir neleido ištirpti praėjudiod žiemos sniegui.

Ne visi ugnikalniai “spjaudo” liepsną. Daugelis – taip, bet yra ir tokių, kurie išmeta garų, dujų (vadinamų smalkėmis) ir “dūmų” debesis. “Dūmai” iš tiesų yra ne kas kita, kaip šlakas, labai smulkios uolienų dulkės, net gabalai, kurie atskyla, nuo plyšių sienų ir, giliai po žeme įvykus sprogimui, išmetami lauk. Sprogimo jėgai atlėgus, kai kurie iš šių atlūžusių gabalų įkrinta atgal į kraterį, o per kitus garų ir dujų išsiveržimus išsviedžiami vėl.

Netoli Romos, Italijoje, yra du apskriti ežerai – Bolsena ir Lacialė (Laziale), kuriuose galbūt slypi “žudikai”. Tai ugnikalniai, atrp išsiveržimų ramiai sau snaudžiantys nuo 10 000 iki 20 000 metų. Kai jie pagaliau išsiverš, padarinaia bus baisūs. Antai Roma pastatyta ant kelių paskutinių šių vulkanų išsiveržimų sąnašų. Ir jei vienas kuris iš jų išsiveržtų vėl, miestas būtų kaipmat nušluotas.

Praeityje buvo įprasta skirstyti ugnikalnius į veikiančiuosius ir nurimusiuosius, srba užgesusiuosius, tačiau kas dešimt ar dvidešimt metų kuris nors vadinamasis užgesusis ugnikalnis pradėdavo veikti. Taip atsitiko Naujojoje Gvinėjoje, kai 1951 m. išsiveržė Lamingtono kalnas ir

išsviedė iki raudonumo įkaitusių dujų ir uolienų dulkių debesis, nudeginusius miškingus jo šlaitus ir pasiglemžusius 30000 žmonių gyvybių.

Ugnikalnį laikyta veikiančiuoju, jei per tam tikrą istorinį laikotarpį (skaičiuojama nuo pirmo užregistruoto išsiveržimo) jis nors kartą išsiveržė arba išmetinėjo vulkanines dujas. Tačiau to laikotarpio trukmė labai įvairavo. Lamingtonas “atgijo” praėjus 44 metams po pirmojo išsiveržimo, o Etna (Sicilijoje) kaip veikiantysis ugnikalnis žinoma nuo 1500 m. pr. Kr.

Išryškėjus šio skirstymo trūkumams, 1797 m. UNESCO konferencijoje buvo pateikta visiškai nauja ugnikalnių klasifikacija. Ugnikalniai, kurie gali ateityje išsiveržti, dabar yra laikomi “gyvaisiais”, o tie, kurie negali išsiveržti, – “negyvaisiais”. Tuo metu, kai “gyvasiais” ugnikalnis iš tiesų veržiasi, jis yra veikiantis, kai nesiveržia, -neveikiantis.

Etna Sicilijoje (Italija) – “gyvasis” ugnikalnis

4. Ugnikalnių išsiveržimai

Yra keli ugnikalnių išsiveržimų tipai. Pagrindinai jų – havajiškasis, Strombolio ir Plinijaus. Havajiškojo tipo išsiveržimų metu išmetama bazaltinė magma. (Bazaltas – vulkaninė uoliena, kurioje gausu geležies ir magnio). Bazaltinė magma būna skysta ir taki, todėl vulkaninės dujos išsiveržia be smarkių sprogimų. Dujos veržiatamu srautu, išsviesdamos aukštyn į orą išsilydžiusias uolienas tarsi įspūdingą ugnies fontaną. Šios uolienos, jei krisdamos nespėja sustingti, ilgomis srovėmis teka žemės paviršiumi. Tai vadinamosios bešaknės lavos srautai, tiesiogiai nesusiję su požeminiais magmos telkiniais. Kai kada išsilydžiusios uolienos, prieš pasiekdamos žemės paviršių, sustingsta ore. Tuomet susiformuoja įvairaus pavidalo bombos, kurios trenkiasi į žemę visu smarkumu.
Duagiausia dujų išsiveržia iš pagrindinės angos, todėl lava, pro ją išsiveržus dujomis, ramiai liejasi iš plyšių (vadinamų bocca) ir teka ugnikalnio šlaitu žemyn. Ši lava skysta ir taki, dėl to pavojinga. Ji teka upeliais mylių mylis, pakeliui viską degindama ir užliedama.

Strornbolio tipo išsiveržimu išmetama lava ne tokia taki. Pro netakią lavą sunkiau skverbiasi dujos, todėl šio tipo išsiveržimai būna stipresni.
Strombolio tipo išsiveržimių metu paprastai iki geltonumo įkaitusios pelenų ir šlako dalelės bei bombos trykšta įspūdingais ugnies fontanais, tačiau bešaknės lavos srautai nesusiformuoja, Galingi sprogimai išsviedžia į orą. nuo plyšiu sienų atskilusius didelius uolienų, luitus. Visos šios medžiagos kaupiasi apie angą, sudarydamos kūgio pavidalo kalvą.
Nedideli Strombolio tipo išsiveržimai įvyksta didžiuliu ugnikalnių Šlaituose. Jų metu susiformuoja labai žemi kūgiai. Ugnikalniai taip pat išsiveržia vadinamuosiuose gyvuosiuose vulkaniniuose laukuose. „Gyvieji vulkaniniai laukai” plyti Naujojoje Zelandijoje aplink Oklendą (Auckland) ir Centrinėje Meksikoje. Šių vietų ugnikalniai išsiveržia tik kartą ir po to užgesta. Jie vadinami monogeniniais. O tos vietos, vadinamieji vulkaniniai laukai, yra „gyvos”, ir jose dar gali jvykti daug tokių išsiveržimų.
Plinijaus tipo išsiveržimai yra vieni baisiausių. Jie vadinami romėno Plinijaus vardu; jis
Havajai. Per havajiškojo tipo išsiveržimą iš ugnikalnio angos trykšta ugnies fontanai ir liejasi lava
79 m. po Kr. aprašė Vezuvijaus ugnikalnio išsiveržimą Italijoje. Plinijaus tipo išsiveržimu magma būna tiršta ir klampi ir neleidžia išsiveržti vulkaninėms dujoms, kurios kaupiasi, smarkiai slėgdamosi. Kai susikaupusių dujų slėgis pasidaro didesnis už viršuje esančios uolienos slėgį, įvyksta galingas sprogimas. Išsiveržusios dujos smarkiai išsiplečia ir iškyla į viršų, suformuodamos apie 50 km aukščio išsiveržimo stulpą. Smarkus sprogimas sutrupina dujų prisisotinusią magmą į smulkias dalelytes. Patekusios į atmosferą, šių dalelyčių viduje esančios dujos plečiasi ir sudaro baltą putų pemzą.. Išsiveržimo stulpas pasiekia tokias aukštumas, kad stora baltos pemzos danga nelyginant įsisiautėjusi sniego pūga nukloja plačias apylinkes.

Plinijaus tipo išsiveržimui baigiantis dujų slėgis pradeda kristi. Ilgainiui jis pasidaro per mažas, kad išpumpuoti) pelenus aukštyn į atmosferą. Tuomet galima laukti baisiausios išsiveržimo baigties. Tikėtini du jos variantai: karštos dujos ir pemza išsiveržia iš angos ir pasklinda raudonais karštais debesimis arba išsiveržimas staiga baigiasi, ir netekės pagrindo išsiveržimo stulpas iškart griūva, o iki raudonumo įkaite pelenų ir pemzos debesys — žėruojanti lavina krinta į žemę ir uragano greičiu ritasi per apylinkes, pakeliui viską degindama ir užliedama. Jungtinėse Amerikos Valstijose esantis Valės Kalderos (Valles Caldera) „gyvasis” ugnikalnis per tokius išsiveržimus užliedavo pusę Kalifornijos (California) valstijos ploto. Naujosios Zelandijos Šiaurės saloje yra vieta, kurioje vyko dar smarkesni Flinijaus tipo išsiveržimai. Jie dešimteriopai pranoko Valės Kalderos išsiveržimus.
Šie smarkūs išsiveržimai paliko tiktai ploną sąnašų sluoksnį. Mat galingas srautas paskleidė didžiulę pelenų masę po beribius plotus. Tiktai mažesni išsiveržimai, kurių išmetamos medžiagos taip plačiai nepasklinda, suformuoja kūgius.

5. Vulkaninės uolienos

Yra dvi pagrindinės vulkaninių, uolienų rūšys. Tai piroklastinės ir nepiroklastinės uolienos. Šis terminas kilęs iš graikų kalbos žodžių pyr— ugnis ir klastos — sudaužytas.
Dauguma nepiroklastinių uolienų — tai lavos. Jų yra trys svarbiausi tipai. Du iš jų turi havajiskus pavadinimus; aa lava, kurios paviršius rupus, panašus į šlaką, o vidus kietas, ir pahoehoe lava, kurios paviršius glotnus, lipnus ir banguotas, o vidus irgi kietas. Abiejų šių tipų lava susidaro išsiliedama ant žemės. Trečiasis nepiroklastinių uolienų tipas yra vadinamas pagalvine lava. Ji susidaro povandeninių išsiveržimų metu. Nepaisant pavadinimo, ši lava labiau primena spageti raizginį nei pagalvę. Ir tiktai nulūžus kyšantiems raizginio galams, ji pasidaro panaši j pagalvę.
Piroklastinės uolienos būna dviejų tipų. Pirmojo tipo uolienos — tai tos, kurios, ištryškus ugnies fontanui, išmetamos į atmosferą. Vėliau jos krinta ir gula aplink anga. ir toliau nuo jos pavėjui. Antrojo tipo uolienos susidaro iš raudonai įkaitusios žėruojančios lavinos, kuri vadinama
7

nuėe ardcnrc. Įkaitusių dulkių debesys, nusėdę ir atvėsę, suformuoja pelenų srauto nuosėdas, tarp jų ir ignimbritus — be galo karštas pelenų srauto nuosėdas, kurios susivirina ir sudaro kietą, uolieną.

6. Nuostabioji magma

Magmai būdingos keturios fizinės savybės, kurios teoriškai yra nesuderinamos. Ji yra elastinga, plastiška, tąsi ir trapi.
Žemės drebėjimo bangos praeina pro magmą dėl to, kad ji yra elastinga. Magma gali tekėti žemės paviršiumi ir giliau, nes ji — plastiška. Ją galima ištempti ir paversti puikiomis „Mon Pelės (Mont Pelee) plaukų gijomis” (vulkaninėmis uolienomis, primenančiomis plaukus), nes ji yra tąsi, o vulkaninių sprogimų metu ji sutrupa į dalelytes, nes yra trapi.
Ugnikalnių išsiveržimo stiprumas priklauso nuo magmos cheminės sudėties, pirmiausia nuo jos sudėtyje esančio kvarco ir aliuminio kiekio..Bazinėje magmoje, t. y. bazalte, minėti elementai, formuojantis mažų molekulių mineralams, yra visiškai suvartojami, todėl ši magma būna taki. Rūgštinėje magmoje ir kvarco, ir aliuminio lieka pakankamai, kad susiformuotų sudėtingų didelių molekulių mineralai, dėl ko ji pasidaro tiršta ir klampi.
Pro tirštą ir klampią magmą vulkaninės dujos negali laisvai veržtis. Jos visą laiką kaupiasi, sukeldamos grėsmingą aukštą slėgį, ir tik per ugnikalnio išsiveržimą ištrūksta į atmosferą.

7. Kūgiai ir krateriai

Daugelio ugnikalnių viršūnėse yra dideli, beveik apskriti krateriai, vadinami kalderomis. Jos susiformuoja vykstant galingiems Plinijaus tipo išsiveržimams: magmos židinys ugnikalnio apačioje greitai ištuštėja, ir viršutinė kūgio dalis netenka tvirto pagrindo. Išsiveržimui stiprėjant, ugnikalnis ima pamažu grimzti į savo magmos židinj. 1883 m. taip pradingo Krakatau ugnikalnis. Kalderos būna labai įvairaus dydžio: nuo maždaug vieno iki kelių dešimčių kilometrų skersmens. Pavyzdžiui, Valės Kaldera Naujojoje Meksikoje (JAV) yra 23 km skersmens, o Kalifornijoje esančio Ilgojo Slėnio (l.-ong Vallcy) skersmuo siekia nuo 16 iki 30 km.

8. Išlikę pemzoje

Ugnikalnio išsiveržimą pirmasis išsamiai aprašė 79 m. po Kr. Plinijus Jaunesnysis dviejuose laiškuose draugui. Plinijus rašė apie Vezuvijaus ugnikalnio išsiveržima, Piervakarių Italijoje ir savo įtėvio (kurį vadina dėde), romėnų rašytojo Plinijaus Vyresniojo, mirtį.
Tų metų rugpjūčio mėnesį labai smarkiai išsiveržė Vezuvijus — ugnikalnis, kurį visi laikė užgesusiu. Daug žmonių pabėgo iš nelaimės vietos. Per kelias valandas Pompėja ir Stabija buvo palaidota po keturių metrų storio baltos pemzos danga. Prasidėjus išsiveržimui, Plinijus su motina ir įtėviu kurį laiką gyveno Miscnoje, esančioje Neapolio įlankos šiauriniame gale, maždaug už 30 km nuo ugnikalnio, visiškai saugioje vietoje. Laiške draugui Plinijus rašė:
Griūdamas išsiveržimo stulpai suformuoja nučc aulcatc.

II. VULKANIZMO ŽENKLAI

1. Fumarolės

Dujos ir vandens garai iš Žernės gelmiij išmetami ne vien veržiantis ugnikalniams, bet ir per fumarolėmis vadinamas kiaurymes, esančias netoli ugnikalniu. Karštos fumarolių dujos teikia vulkano-logams vertingą informaciją apie įvairių dujų santykinį kiekį magmoje. Stebėdami šių dujų pokyčius, jie gali numatyti gretimu ugnikalniu išsiveržimus. Tačiau kai kurių rūšių magma tokia sprogi, kad mokslininkams per daug pavojinga.
Iš sieros kristalų (nuotr. intarpe) susidaro apskritos fumarolių, angos (nuotr.)

tirti jos sudėtį. Duomenų apie magmoje esančias dujas dažniausiai teikia laboratorijos. Vienas eksperimentas atliekamas taip: vulkaninių uolienų milteliai suberiami į mažytę aukso kapsule, kurioje yra truputis vandens. Kapsulė dedama į mėgintuvėlį, hermetiškai uždaroma ir kaitinama elektra iki 2000″ C. Vanduo virsta garais, kurie negali išeiti, dėl to kapsulėje pakyla slėgis. Tada ji panardinama į šaltą vandenį. Uolienų milteliai virsta tam tikros rūšies seikiu. Plonai pjaustydami šį stiklą, mokslininkai ištiria, kaip karštis ir slėgis veikia vulkanines uolienas.
Fumarolių dujas sudaro vanduo, anglies dvideginis, rūgštys ir daugybės elementų druskos. Patekusios į atmosferą, dujos kondensuojąs!, o fumarolių angose nusėda druskos, dažniausiai geltonos sieros adatėlės ir balti chlorido kristalai. Kitų druskų sudėtyje būna žalio vario ir nikelio, rausvo ir mėlyno kobalto bei švino, šviesiai rausvo mangano ir cinko.

2. Karštosios versmės ir geizeriai

Kai vandens neproporcingai padaugėja, fumarolės virsta karštosiomis versmėmis. Cirkuliuodamas tarp karštų uolienų, vanduo pamažu kaista, kaisdamas plečiasi, retėja ir ima kilti j viršų. Jame ištirpusios dujos sudaro burbulus, kurie dar labiau jį plečia ir stumia per kiaurymes laukan karštųjų versmių, pavidalu. Karštosios versmės labai smarkiai burbuliuoja arba trykšta į viršų garų ir vandens fontanais, vadinamais geizeriais.
Garsiausios pasaulyje — Jelouscono (Yellowstone) parko Jungtinėse Amerikos Valstijose ir Rotorujos (Rotorua) Naujojoje Zelandijoje karštosios versmės. Jeloustouno parke yra daugiau nei 10 000 veikiančių versmių — skaičiuojamos tik tos, kurių angos pakankamai didelės. Kai kurių versmių vandenys kyla per storus klinčių klodus. Ištirpusios klintys nusėda aplink jų angas klintinio tufo, arba travertino (akytos klintinės uolienos, naudojamos statyboms), pavidalu.

3. Karšto vandens ciklas

Ugnikalnių zonoje po žeme esantis vanduo gali įkaisti iki 150° C, t. y. petkaisti. Nors ir pasiekęs aukštesne nei virimo temperatūrą, perkaitęs vanduo neužverda. Mat jis slūgso labai giliai, be to, yra slegiamas aukščiau, geizerio kanale, esančio vandens. Tačiau plėsdamasis apatinis vanduo verčia viršutinį išsilieti per geizerio angas į paviršių. Svoris, slegiantis perkaitusį vandenį, sumažėja. Kanale esantis vanduo savo ruožtu plečiasi, kyla į viršų ir po truputį vis išsilieja. Ilgainiui karšto vandens slėgis kanalo dugne pasidaro didesnis už kanalo viršuje esančio vandens svorį. Tada perkaitęs vanduo tolydžio užverda, kol galiausiai virsta garais. Garų slėgis sukelia sprogimą, ir iš kanalo ištrykšta įspūdingas verdančio vandens fontanas. Į ištuštėjusį kanalą vėl suteka išbėgęs vanduo, ir ciklas kartojasi iš naujo.
Ant geizerio mitybos kanalu sienelių pamažu nusėdantis kalcio karbonatas juos užkemša, ir geizeris „miršta”. Kanalai gali užsikimšti ir žemės drebėjimų metu. Po 1953 m. žemės drebėjimo nustojo veikti keli Jeloustono geizeriai, bet atsirado ir naujų.

4. Užslėptoji šiluma

Išsiveržę ugnikalniai kai kada padaro didžiausių nuostoliu, bet Žemėje slypinti šiluma būna ir naudinga. Karštųjų uolienų gelmėse skleidžiami garai tinka elektros gamybai. Geoterminė energija neteršia atmosferos ir daugelyje pasaulio kraštų jos tikrai netrūksta. Kuo giliau slūgso uolienos, ypač granitas, tuo jos karštesnės. Granito masyvai ir magmos židinius dengianti žemė —• neišsenkamas geoterminės energijos šaltinis. Energiją galima išgauti ir iš didelių karštos lavos srautų, kol jie ne visiškai atvėsę.
Pirmą kartą geoterminę energiją pavyko gauti karštose uolienose išgrežus gilius gręžinius. Į jas pumpuojamas vanduo cirkuliuodamas įkaista ir virsta garais. Gręžiniais jie kyla į paviršių ir suka elektros jėgainių turbinas.
Islandijos geoterminėse jėgainėse per metus pagaminama 15 000 kilovatų elektros energijos, lygiai tiek, kiek veikdamos visu pajėgumu Islandija. Karšto vandens garai iš gręžinių vamzdžiais tiekiami į geoterminę elektrinę, o greta jos esančiame karšto vandens baseine maudosi žmonės ištisus dvylika mėnesių pagamintų 5000 katilinių. Šios šalies sostinėje Reikjavike (Reykjavik) daugelis namų šildomi karštų vandenių, kuris pumpuojamas iš požeminių karštųjų telkinių. Ir užmiesčio šiltnamiai apšildomi geoterminiais -.vandens garais, tad juose gali augti gėlės, salotinės daržovės ir net bananai.
Pirmoji komercinė geoterminė jėgainė buvo pastatyta Larderelyje(Larderello), Italijoje, 1905 m. Dabar ji per metus gamina 3000 megavatų elektros energijos. Kitos šiuo metų sėkmingai veikiančios geoterminės elektrinės yra Vairakėjuje (Wairakei),
Naujojoje Zelandijoje (gamina 200 000 kilovatų elektros energijos per metus) ir Geizeriuose (Geysers), Jungtinėse Amerikos Valstijose (čia pagaminama 13 000 kilovatų elektros energijos per metus). Mažesnės geoterminės sistemos veikia Japonijoje, Meksikoje ir Čilėje. Šiluminės stotys pigiam centriniam namų šildymui panaudojo net storą lavos sluoksnį, išmestą į paviršiu, per 1973 m. ugnikalnio išsiveržimą Heimaėjuje (Heimaey), Islandijoje. Jo užteko maždaug 10 metų.
Tačiau geoterminės energijos gavėjams iškyla ir problemų. Pavyzdžiui, į karštą gruntą pumpuojamą vandenį užteršia įvairūs chemikalai, rūgštys. Taip atsitiko Larderelyje, ten užterštas vanduo sukėlė generatoriaus turbinų mentelių koroziją. Sistemą teko taip perkonstruoti, kad nešvarūs karšti garai iš gręžinio angos kaitintų antrinį katilą, pripildytą nurūgštinto vandens. Iš šio centrinio katilo einantys švarūs garai jau nesukelia brangių turbinų mentelių korozijos. Be to,

gręžinio garai galiausiai sutirštinami ir naudojami kaip pigus boro rūgšties (naudojamos stiklo gamybai) ir amoniako (naudojamo trąšoms) šaltinis.
Ugnikalniuose slypi neišsemiami šiluminės energijos rezervai, kurie ateityje galėtų būti naudojami pigios elektros gamybai. Beje, negalima pamiršti su tuo susijusių pavojų. Per pastarąjį dešimtmetį parengta bandomųjų šilumos mainų programų, pagal kurias šį natūralų energijos šaltinį galima paversti Šiluma. Šilumos mainų sistema tokia: vanduo pumpuojamas ant karšių uolienų, kur
jis įkaista ir virsta garais, kylančiais į žemės paviršių ir sukančiais generatorius. Nors ši sistema vis dar eksperimentuojama ir kol kas ją pritaikant susiduriama su daugeliu sunkumų, manoma, kad ji turi didele ateitį.

5. Metalai iš magmos

Daugelis iš šiandien mūsų -naudojamu metalų yra randami aplink magmos telkinio kraigą. Magmos lydale gausu ištirpusiu rnetalu. Išsiveržusi pro žemės plutos plyšius ir įtrūkius, magma vėsta, sudarydama metalu rūdų gyslas. Mažiau metalų rūdų būna pačiuose magmos telkiniuose. Bet vis tiek rūdų gavyba iš neseniai sustingusios lavos apsimoka.
Iš senesnių magmos telkinių kasamos vertingos vario, švino, alavo, volframo, urano rūdos, be to, dar ir siera. Daug vario randama Jungtinėse Amerikos Valstijose, alavo — Malaizijoje, švino ir alavo —- Jungtinėje Karalystėje, o volframo ir urano — (Čekijoje, Kanadoje ir JAV. Sieros telkinių yra Italijoje (Sicilijoje) ir Čilėje. O brangieji metalai — auksas, sidabras ir platina — kasami buvusioje Sovietu Sąjungoje, JAV, Meksikoje, Afrikoje ir Pietų Amerikoje.
Peru. Bažnyčia, pastatyta iš vulkaninių uolienų, vadinamu ignimbritais. blokelių Deimantai gaunami iš gelmėse susiformavusios kietos peridotitų uolienos. Jie susidaro, kai, veikiama labai aukšto slėgio, į šią uolieną įsiterpia kristalizuota anglis.

6. Statybinės medžiagos

Daugelyje pasaulio šalių lava yra naudojama kelio dangai. Ją su grūdus ir sumaišius su derva (natūralia naftos liekana), susidaro juoda, klampi gudrono masė, tinkama formuoti kelio paviršiui. Iš ignimbritų ir pucolanų (purių uolienų, randamų Italijoje) galima gaminti plytas, tokias tvirtas, kad tiktų statyboms. Peru, Italijoje, Kanarų salose namai ir bažnyčios pastatytos būtent iš šių uolienų.
Pelenų srauto sąnašos, kaip kad pemza ir tefra, naudojamos įvairiems buities gaminiams. Pemza parduodama ir luitais laiptų valymui arba sukietėjusios pėdų odos šalinimui, bet dažniausiai naudojama sugrūsta: stambesni jos grūdeliai— pramonėje ir buityje kaip abrazyvinė medžiaga, o smulkieji — kosmetikoje, gaminant dantų pastą. Kanarų salose pemza plačiai taikoma žemdirbystėje. Ūkininkai savo dirbamose žemėse maždaug 30 cm gyliu paskleidžia pemzos gabalėlius. Kaip geras izoliatorius, pemza sukaupia nakties rasos drėgmę ir neleidžia išdžiūti saulės deginamai dirvai.
Iš obsidiano (vulkaninio stiklo) priešistoriniais laikais daugelio kultūrų žmonės darydavo strėlių smaigalius, ietigalius, visokius pjovimo įrankius. Obsidianą galima skaldyti, skaidyti į skeveldras aštriais nelyginant skustuvas pakraščiais, dėl to senovėje jis ir buvo taip vertinamas, jog paplito daugelyje žemynų. Archeologų atkasti obsidiano radiniai padeda nustatyti Europos ir Amerikos senuosius prekybos kelius.

III. NUOSTOLIAI IR KAIP JŲ IŠVENGTI

1. Išsiveržus ugnikalniui

Ugnikalnių išsiveržimų metu didžiausią pavojų kelia pelenų lietus ir pelenų, purvo bei lavos srautai. Nuo lavos srautų retai žūsta žmonės, bet jie sunaikina pastatus ir laukus. Pelenų lietus, primenantis intensyvią sniego pūgą, gali palaidoti miestus ir kaimus po storu vulkaninių pelenų sluoksniu, kuris netoli ugnikalnio kai kada siekia daugiau nei šešis metrus. O krintantys sunkūs uolienų luitai žaloja ir net užmuša žmones. 1971 m. per Etnos ugnikalnio išsiveržimą Sicilijoje Prancūzijos vulkanologų brigada paliko lauke per naktį sudėtus vieną ant kito labai tvirtus šalmus. IŠ ryto jie rado visus tris Šalmus pramuštus ugnikalnio išmestos uolienos kutelio, kuris buvo 5 cm skersmens.
Pelenų srautai — tai greitai slenkantys iki raudonumo įkaitusių vulkaninių dulkių debesys. Juos paprastai lydi stiprūs oro gūsiai, kurie nuverčia nuo kojų žmones, gyvulius ir sugriauna pastatus; tuo tarpu žėruojančios pelenų dulkės degina ir laidoja viską, kas pasitaiko. Priešistoriniais laikais Japonijoje pelenų srautas ritosi per 670 m aukščio kalnus ir nusigavo 64 km, o 1902 m. Martinikoje nedidelis pelenų srautas nušlavė Šen Pjero (St. Pierre) miestą, nusinešdamas 30 000 gyvybių.

2. Lavos srautų bombardavimas

Ieškota bodų nukreipti lavos srautus nuo pastatų ir dirbamų laukų. Norint pasukti lavos tėkmę kita linkme, viršutinėje lavos srauto dalyje buvo išsprogdinta kiaurymė. Mintis bombarduojant pakeisti lavos srauto tėkmę buvo grindžiama tuo, kad skystą takią pahoehoe lavą, susprogdinus jos sukietėjusi paviršių, galima paversti tiršta klampia aa lava. Ši lava tekėtų lėtai ir sudarytų iš paskos plūstančiai skystesnei lavai puikų barjerą, kuris ją priverstų išsilieti į šalis ir
12

suformuoti šalutinius srautus, tekančius kita vaga. 1935 m. per ugnikalnio išsiveržimą Havajų saloje JAV oro tarnybos bombardavo lavos srautą. Šio bombardavimo rezultatai nėra labai paguodžiantys, bet vis dėlto jie atveria kelią tolesniems eksperimentams. Dar efektyviau ir pigiau lavos srautas pramušamas sunkiosios artilerijos šūviais. Kad pramušta anga neužsitrauktų, artilerijos sviedinius reikia leisti vieną po kito.
Bet ir šio, ir kitų lavos tėkmės nukreipimo būdų negalima naudoti aklai, iš anksto neištyrus reljefo ir neįsitikinus, jog pasikeitus lavos srauto vagai nuostolių tikrai sumažės.

3. Apsauginiai drabužiai

Ugnikalnių išsiveržimų metu didžiausią pavojų kelia krintančios nuolaužos ir tirštos, dusinančios dulkės. Galvos traumų galima išvengti, užsidėjus apsauginį šalmą arba net laikraščių prikimštą skrybėlę. Storas vilnonis megztinis ir striukė apsaugos kūną nuo krintančių nuolaužų. Dulkės gali būti filtruojamos kvėpuojant per drėgną audeklą. Vulkanologai, dirbantys netoli karštų lavos srautų, dėvi stotus aliuminiu dengtus kostiumus, apsaugančius nuo stipraus karščio. Jie naudoja ir specialias kaukes bei respiratorius, filtruojančius dujas ir dulkes.
Geofizinės tarnybos ir ugnikalnių išsiveržimus numatomi. Svarbiausia — aptikti vietą, kur kylanti magma skaldo uolienas ir sukelia mažus žemės drebėjimus. Kruopščiais tyrimais galima nustatyti magmos judėjimo kryptį bei greitį, kuriuo ji kyla, ir maždaug apskaičiuoti, kada ir kur ji išsiverš.
Cheminis metodas — tai dujų tyrimas. Iš fumarolių arba netoli vulkanu išsiskiriančios dujų tyrimas. Iš fumarolių arba netoli vulkanu išsiskiriančios dujos surenkamos į stiklinius cilindrus ir analizuojamos, Prieš pat išsiveržimą jose padaugėja sieros dioksido, anglies dioksido, vandenilio ir radono. Geologai sako: „Dabartis yra praeities raktas”. Prognozuojant ugnikalnių išsiveržimus, tinka ir atvirkštinis teiginys. Tefrochronologijos mokslas padeda geologams sudaryti detalius ankstesnių išsiveržimų žemėlapius, kuriuose užregistruojami praeityje įvykusių išsiveržimų pelenų sąnašų (tefros) duomenys. Šio darbo re-

zultatai parodo, kokių išsiveržimų praeityje būta, kaip ilgai jie truko, kokio dydžio teritoriją aprėpė ir ar ilgi rimties tarpsniai juos skyrė. Turima informacija padeda mokslininkams prognozuoti būsimus išsiveržimus. Visi šie prognozavimo metodai dar lieka tyrimų stadijoje. Vyriausybėms gaila pinigu potencialiai pavojingų ugnikalnių paviršutiniškiems tyrimams. Juk kad tyrimas duotu gerus rezultatus, prie kiekvieno ugnikalnio žmogus turėtų dirbti 900 valandų. Kaip tyčia tai per brangu toms šalims, kurios yra didžiausios rizikos zonoje,
Prognozavimo metodai suteikia duomenų apie žemės drebėjimų ir ugnikalnių išsiveržimu mechanizmą, leidžia nuspėti būsimo seisminio reiškinio tipą didelės rizikos zonose, bet ne visada įgalina tiksliai nurodyti, kada drebėjimas ar išsiveržimas įvyks. Daugelyje pasaulio vietų jo tikimybė lygiai reali ir po 1000 metų, ir rytoj.
Mokslininkai numatė, kur Tenerifės saloje kitą kartą išsiveržus Teidės (El Teide) ugnikalniui galet.ų kauptis pelenai ir kokio storio sluoksnį jie sudarytų.

4. Slėptuvės nuo ugnikalnių išsiveržimų

Ugnikalnio išsiveržimo kryptį galima numatyti. Lavos, purvo srautai ir maži nuee ardente (raudonai įkaitę dujų ir vulkaninių pelenų debesys) paprastai slenka į slėnius ir žemumas. Pelenų lietūs prie ugnikalnio yra grėsmingi, tačiau kiek tolėliau nuo jo darosi nebepavojingi. Tiesa, nuo jų svorio gali sugriūti pastatai lėkštais ir visai plokščiais stogais, nebent jie nepaliaujamai būtų valomi. Stogai turėtų būti statesniais šlaitais, tada taip lengvai neįgrius. O parenkant vieta naujoms gyvenvietėms, reiktų vengti slėnių ir žemumų, esančių greta pavojingų ugnikalnių.
Kai didžiuliai nuee be paliovos plusta į mažus slėnius ir paskandina visą apylinkę, vis dėlto yra vienas paprastas būdas apsisaugoti net nuo šių pražūtingų debesų.
Kelios dienos prieš 1902 m. Mon Pelės ugnikalnio išsiveržimą Marrinikoje Augustas Oyparis buvo įkalintas Šen Pjero (Sc. Picrre) miesto kalėjime. Kalėjimas, iš didelių akmenų sumūrytas tvirtas pastatas, išgelbėjo jam gyvybę, tuo tarpu kai aplinkui žuvo 30 000 žmonių. Išsigelbėjus jam buvo dovanota bausmė. Cyparis pradėjo uždarbiauti, keliaudamas su cirko artistais ir demonstruodamas savo nudegimus.
Slėptuves, panašias į Oypario kalėjimą, labai lengva ir pigu įrengti iš didžiulių, maždaug 2 m skersmens, betono vamzdžių, primenančių kanalizacijos vamzdžius, Įkasti į kalvos šlaitus netoli nuo gyvenviečių, jie per nučc ardenre antplūdžius atstos žmonėms slėptuves.

Išvados

Per psteruosius 20 metų žemės drebėjimai ir ugnikalnių išsiveržimai pražudė apie tris milijonus žmonių. Kol tokių stichinių nelaimių negalima išvengti, reikia viaip stengtis sumažinti jų aukų ir jų daromus materialinius nuostolius. Jungtinės Tautos paskelbė paskutinį šio amžiaus dešimtmetį “tarptautiniu stichinių nelaimių mažinimo dešimtmečiu”. Visos pasaulio šalys prašomos pagalvoti, kaip geriausia užkirsti kelią šioms nelaimėms ir kaip naudojantis mokslo ir technikos laimėjimais sumažinti neigiamą poveikį.
Pagal vieną iš JTO darbo planų tūkstančiai žmonių mokomi suteikti pagalbą nelaimių ištiktiems kraštams. Šie žmonės savo ruožtu keliauja po įvairias pasaulio šalis ir moko vietos gyventojus. Tikimasis pagal šį projektą vykdomopmis programomis ypač padėti atsiliekančioms šalims, kuriose stichinių nelaimių padariniai būna daug baisesni nei pirmaujančiose šalyse.

Naudota literatūra:

1. Dr. Basil Booth “Žemės drabėjimai ir ugnikalniai”
2. http://www.google.com
3. http://www.mokslai.com
4. http://www.mokslo.centras.lt
5.

Marijampolės Rimanto Stankevičiaus vidurinė mokykla

Ugnikalniai

Referatas

Darbą atliko: Vaida Mosekonytė 11h
Dalyko Mokytoja: Jokūbauskienė

Marijampolė
2004

TURINYS

Turinys

Įžanga
I. Ugnikalnių anatomija..........................2
1. Fejerverkai jūroje..............................2,3
2. Gamta nugali..............................3
3. Kas yra ugnikalnis?..............................3,4,5
4. Ugnikalnių išsiveržimai..............................5,6
5. Vulkaninės uolienos..............................6,7
6. Nuostabioji magma..............................6
7. Kūgiai ir krateriai..............................7
8. Išlikę pemzoje..............................7
II. Vulkanizmo ženklai............................8
1. Fumarolės..............................8
2. Karštos versmės ir geizeriai............................8
3. Karšto vandens ciklas..............................9
4. Užslėptoji šiluma..............................9,10
5. Metalai iš magmos..............................10
6. Statybinės medžiagos..............................10
III. Nuostoliai ir kaip jų išvengti......................11
1. Išsiveržus ugnikalniui..............................11
2. Lavos srautų borbardavimas..........................11,12
3. Apsauginiai drabužiai..............................12,13
4. Slėptuvės nuo ugnikalnių išsiveržimų......................13
Išvados
Naudota literatūra

Leave a Comment