Academic CentreEksplozīvie vulkāni
Eksplozīvie vulkāni izmet kolosālu gāzu un tvaiku daudzumu, bet lava izplūst nedaudz vai neparādās nemaz. Izvirdumi ir saistīti ar vidēja vai skāba sastāva magmu. Erupcijas gāzes pa lielākai daļai sastāv no ūdens tvaikiem (līdz 99 %), ir arī CO, H2S, HCl, HF un citas gāzes, kuru temperatūra pārsniedz 700oC. Magmas cilmvietas, kas baro vulkānus, atrodas ievērojamā dziļumā un magma bieži vienkārši nemaz nesasniedz Zemes virspusi. Notiek tikai cietā materiāla izmešana bez sekojošas lavas izplūšanas. Ar gāzu sprādzienu gaisā tiek izsviests liels apjoms dažāda izmēra piroklastiskā materiāla sākot no pelniem un smiltīm līdz vulkāniskajām bumbām un blokiem pat mājas lielumā, līdz ar to vulkānu konusus veido izdedži, vulkāniskie pelni un tufi.
Līdzīga sastāva neliela izmēra konusi var veidoties lielos vulkānu krāteros vai vulkāniskajos laukos. Konusi var būt 30-400 m augsti. Tā, piemēram, Caja del Rio vulkāniskajā laukā ir ap 60 šādu konusu.
Eksplozīvi izvirdumi var norisināties līdzīgi kā Merapi vulkāna izvirdumi Javas salā. Izdalās liels gāzu daudzums. Vidējā sastāva andezīta vai dacīta lava bieži tiek pārvērsta sakaitētos pelnos un lapilās – daļiņās, kuru izmēri ir lielāki kā putekļiem, bet nesasniedz vulkānisko bloku izmērus. Biežas ir karstas lavīnas, dedzinoši mākoņi un izvirduma sākumā sprādzieni. Izvirdumus pavada lahāras – karstas akmeņu un dubļu straumes. Tādas straumes garums Merapi vulkānam sasniedza 40 km, Agung vulkānam Bali salā Indonēzijā – 25 km. Izvirduma beigās centrālajā krāterī vai uz nogāzēm tiek izspiesti stigras andezīta vai dacīta lavas kupoli. Šādos izvirdumos cieto produktu ir 90-95 %, salīdzinot ar lavu. Tie raksturīgi Indonēzijas vulkāniem, bet arī Kamčatkas vulkāns Bezimjannij 1956. gadā ir darbojies līdzīgi.
Pilnīgi savādāk notiek skāba sastāva lavas izvirdumi. Pie tādiem var pieskaitīt Monpeles jeb Kailo kalnu. Tas atrodas Senpjēras pilsētas tuvumā Martinikas salā Mazo Antiļu salu grupā, kas atdala Karību jūru no Atlantijas okeāna. Uzskatīja, ka Monpeles vulkāns ir aprimis. Salinieku atmiņās nebija saglabājušies nekādi nostāsti par tā kādreizēju darbību. Tā nogāzes klāja mežs, bet krāterī meža vidū atradās ezeriņš, ap kuru dzīvoja zvēri un putni. Dzīvības pazīmes vulkāns sāka izrādīt 1902. gada aprīļa beigās ar vieglām zemestrīcēm, dūmu un ar pelniem sajaukta tvaika izdalīšanos no krātera, kā arī no plaisām izplūstošām sēru saturošām gāzēm, kas nogalināja daudzus putnus. Dzīvnieki bēga, bet cilvēki nevēlējās atstāt savus iekoptos laukus un iedzīvi.5. maijā pēc samērā spēcīgas zemestrīces Monpeles vulkāns vispirms izmeta pelnus, bet pēc tam dubļu straumi un lielu daudzumu karstu ūdens tvaiku. Krāterī esošā ezeriņa saturs sprādziena brīdī tika izmests gaisā. Trīs dienas kalnu ietvēra balts tvaiku mākonis. 7. maijā atkal tika izsviesti pelni un sakaitētas vulkāniskās bumbas, spēcīgi negaisi radīja dubļu straumes. 8. maija rītā ar milzīgu sprādzienu no krātera izvēlās biezs melns ar vulkāniskajām smiltīm piesātināts sakaitētu gāzu un tvaika mākonis. Tas nepacēlās gaisā, bet vēlās pa nogāzi ar ātrumu 180 km/h. Temperatūra mākonī sasniedza 450oC, bet pēc citiem datiem 600-700oC. Vienlaicīgi mākonis auga augumā un pārvērtās par mutuļojošu stabu, kur melni violetus biezus mākoņus nepārtraukti šķēla zibens šautras. Beigās mākonis sasniedza vairāku kilometru augstumu. Šis mākonis uzvēlās Senpjēras pilsētai un dažu minūšu laikā nodedzināja gandrīz visas mājas. Arī ārpus mākoņa augi nokalta, cilvēki nosmaka no gāzēm. Uz kuģiem, kas stāvēja Senpjēras reidā, arī sākās ugunsgrēki. Bojā gāja 26 000 – 30 000 cilvēku. Dzīvs palika tikai viens nēģeris Pols Sartru, kas atradās cietuma akmens pagrabā. Dažas nedēļas pēc gāzu izvirduma krātera dibenā kļuva redzams lavas kupols ar stāvām malām, kas sastāvēja no biezas stigras skāba sastāva lavas ar virspusē sacietējušu garoziņu. Vulkāns ilgi nevarēja nomierināties un vairāk kārt izsvieda dedzinošus mākoņus, lielāko no tiem 30. augustā, bet tie aizvēlās citos virzienos. Kupols lēni, bet nepārtraukti auga. Oktobra vidū tā austrumu malā sāka pacelties milzīgs lavas obelisks, kas pēc formas līdzinājās gigantiskam pirkstam. Tā augstums katru dienu palielinājās vismaz par 10 m līdz sasniedza 900 m augstumu, bet pēc tam sāka strauji sairt un tā augstums ievērojami samazinājās. Obelisks nostāvēja apmēram gadu un 1903. gada augustā pilnīgi sabruka.
 |
Līdzīgi ir darbojušies liela daļa Centrālamerikas vulkānu, kā arī daži Kamčatkas vulkāni, piemēram, Ševeļurs un Sivelučs. Šajos vulkānos ir mazkustīga bieza lava. Izvirdumus pavada troksnis un spēcīgas zemestrīces. Izvirduma sākumā gāzes izplūst pa centrālo krāteri un blakuskrāteriem. Tās ir piesātinātas ar cietajiem vulkānisma produktiem un to temperatūra var sasniegt pat 800oC. Smagais gāzu un pelnu mākonis neceļas uz augšu, bet izplatās uz vulkāna konusa nogāzēm. Otrajā vulkāna darbības fāzē veidojas kupols no stigras un blīvas lavas, kas paceļas reizēm kā ievērojamu izmēru obelisks.
Vulkāniskie kupoli ir plānā izometriski magmatiskie ķermeņi ar stāvām sienām, augstumā līdz 100 m, reti līdz 400-600 m. To pamatne ir puse līdz trešdaļa augstuma, dažreiz diametrs var sasniegt 1 km. Kupoli parasti aug ātri. Turukana kupols Japānā izauga 100 m augstumā 4 dienās un vēl par 100 m 2 nedēļās; kupols Jaunais Kamčatkā 3 mēnešos sasniedza 300 m augstumu. 1980. gadā ASV Sv. Helēnas vulkāna izvirduma beigu stadijā tā krāterī izveidojās lavas izspiedums.
Aļaskā Katmai vulkāna izvirduma laikā 1912. gada jūnijā kalna virsotnes vietā liela sprādziena rezultātā izveidojās milzīga kaldera, kuras caurmērs sasniedza 3-4 km, bet dziļums 600-1100 m. Gaisā izsviestā materiāla daudzums tika lēsts kā 13 km3. Sprādziena spēks bija tik liels, ka ap krāteri tika izsvaidīti līdz 250 m lieli iežu blāķi. Sprādziena laikā izsviestā lava bija tik piesātināta ar gāzēm, ka pārvērtās par savdabīgu gāzu un lavas mākoni, kas vēlās pa nogāzi kā karsta lavīna. Katru lavas daļiņu šajā mākonī ietver gāzes, kas uztur lavīnā līdz 1000oC lielu temperatūru. Sakaitētie mākoņi var izlauzties arī no blakuskrāteriem vai plaisām, kā tas notika arī Katmai gadījumā.
Šādos izvirdumos stigrā skābā sastāva lava var pacelties pa vulkāna atveri un veidot aizsprostojumu vai nelielu kupolu. Izvirdums bieži noslēdzas ar jaunu sprādzienu, kas ievērojami izposta konusu un atbrīvo krāteri no lavas. Pēc galvenā izvirduma vēl ilgu laiku krāterī un uz nogāzēm darbojas gāzu strūklas. Vēl četrus gadus pēc Katmai izvirduma tika konstatēti vairāki tūkstoši ūdens tvaiku un gāzu strūklu, kuru temperatūra sasniedza 650oC. Līdz ar to šādos izvirdumos, kas saistīti ar skābu lavu, kura satur ļoti daudz gāzu, izvirdums notiek ar spēcīgu eksploziju, kas rada lielus postījumus. Tādēļ veidojas neregulāri konusi ar ļoti plašiem krāteriem, kuru dibenā ir dziļas akas. Līdzīgi izvirdumi ir notikuši arī Kamčatkā. 1945. gadā no Avačinas vulkāna tika izsviests tik daudz pelnu, ka pat 25 km attālumā pelnu slāņa biezums sasniedza 45 cm. Pēc sprādziena sekoja vairākas karstas lavīnas.
Vēl postošāks bija Krakatau izvirdums Indonēzijā starp Javas un Sumatras salām. Tas sākās 1883. gada 26. augustā ar spēcīgiem sprādzieniem apmēram ik pēc 10 minūtēm. No krātera un blakus plaisām lauzās ārā pelnu un putekļu mākoņi, kas sasniedza 16 km augstumu. Nākošās dienas rītā notika četri neparasti spēcīgi sprādzieni, kuru troksnis bija dzirdams pat Indijā, Austrālijā, Jaungvinejā, Filipīnās, tātad 3600 un pat 4800 km attālumā, un milzīgs pumeka, pelnu un putekļu mākonis pacēlās līdz 80 km augstumam. Pēc tam, kad izklīda pelni, kas ietina kalnu, izrādījās, ka divas trešdaļas salas ir pazudušas. Kalna vietā bija izveidojusies milzīga zemūdens ieplaka – kaldera 20 km2 platībā. Šo izvirdumu var salīdzināt ar eksploziju ko radītu 100 miljoni tonnu dinamīta. Tiek lēsts, ka izvirduma laikā izmests 88 km3 pumeka un pelnu, kuri izplatījušies pat 750 000 km attālumā. Pumeka gabali cilvēka galvas lielumā krita līdz 20 km attālumā no vulkāna, bet tādi kā kulaks – 40 km attālumā, traukdamies lodes ātrumā. Paša Krakatau apkārtnē pelnu slāņa biezums sasniedza 16 m, Sumatrā 1 m, bet sīki putekļi aizsedza sauli arī Japānā. Šīs sīkās pelnu daļiņas, kas ilgi atradās atmosfērā, radīja zilganu nokrāsu saulei un mēnesim Āfrikā, Amerikā un Klusā okeāna salās, bet skaisti sarkani saulrieti tika novēroti vēl 1884. gadā uz visas Zemeslodes. Atmosfēras triecienviļņi radīja ēku satricinājumus 850 km attālumā, apgāja Zemi 7 reizes un pat pēc 5 dienām tie bija sajūtami. Bojā gāja 36 000 cilvēku, it īpaši no sprādziena izraisītā cunami. Pie Javas un Sumatras krastiem viļņi sasniedza 20 līdz 35 m augstumu. Viļņi sasniedza Indiju, Dienvidāfriku, Ziemeļamerikas krastus no Panamas līdz Aļaskai. Savukārt 1928. gada izvirduma laikā no krātera izauga vulkāniska saliņa – Anak Krakatau, jeb Krakatau mazulis.
Šādiem izvirdumiem raksturīgs grandiozs sprādziena spēks, ko rada milzīgs gāzu daudzums. Lava Zemes virspusē nemaz neparādās, jo magmatiskā kamera ar skāba sastāva kausējumu, kurā Si saturs ir augsts, atrodas lielā dziļumā. Spriežot pēc pumeka un pelniem Krakatau gadījumā tā bija dacīta lava. Līdzīgi izvirdumi ir notikuši arī citur Indonēzijā – Javā 1815. gada 10. aprīlī uzsprāga Tamboro vulkāns, kas gaisā izmeta ap 30 km3 piroklastiskā materiāla, kas zemi pārklāja 100 km attālumā. Eksplozijas rezultātā izveidojās grandiozs virpuļviesulis, kas burtiski noslaucīja no Zemes veselus ciematus un mežus, pacēla gaisā mājas, kokus un lopus, aiznesa tos jūrā. Tikai pēc stundas tā spēks mazinājās. Trīs dienas 500 km plašā apkārtnē valdīja tumsa. Nākamā vasara Indonēzijā un Amerikā bija vēsa un neauglīga. Tamboro izvirduma rezultātā bojā gāja 50 000 – 90 000 cilvēku. 1772. gadā Javā sprādzienā tika noārdīts Papandajana konuss 1220 m augstumā.
Līdzīgi kā Krakatau un Katmai, bet vienlaicīgi arī atšķirīgi notika Bandaisan vulkāna izvirdums Honsjū salā Japānā. 1888. gada 15. jūlija rītā bija dzirdama rūkoņa, pēc pus stundas sekoja satricinājums un drīz pēc tam 1300 m augstumā pacēlās tvaiku un putekļu stabs. Pēc tam sekoja 15 – 20 eksplozijas, kas izsvieda cietos produktus gandrīz vai horizontālā virzienā. Stabs pacēlās līdz 6 km augstumam un karstie pelni apkārtni ietina melnā tumsā. Pēc 1000 gadu miera perioda notikušais sprādziens noārdīja Bandaisan vulkāna konusa virsotni un vienu malu ar kopīgo apjomu 1,2 km3, izveidojot pakavveida krāteri ar 2 km diametru. Eksplozijas radītās atlūzas kā vienā virzienā vērsta karsta lavīna pārklāja 70 km2 teritoriju. Tai pa priekšu traucās viesulis ar ātrumu 40 m sekundē, lauzdams kokus un visu, kas gadījās ceļā. Bojā gāja pāri par 400 cilvēku. Izvirdums ilga tikai 2 stundas un noslēdzās ar dažiem vājākiem sprādzieniem bez lavas parādīšanās, bet tumsa saglabājās 8 stundas. Tādu postošu eksplozīvu spēku bez lavas klātbūtnes rada izvirduma saistība ar ūdens tvaikiem un gāzēm, kas rodas ūdenim nokļūstot ļoti augstu temperatūru apgabalos. Tā 1933. gadā zemestrīces laikā Sumatras salā izveidojās plaisas, pa kurām Zemes dzīlēs nonāca ūdens. Notika sprādziens, kurā tika izmests 210 miljoni m3 dubļu, un izveidojās konuss ar diviem krāteriem.
Māri jeb gāzu sprādziena veidojumi ir savdabīgi vulkāni. Tie ir plakani ieliekumi, kurus ietver neliels valnītis no izdedžiem un iežu atlūzām, kas izsviestas no iedobes. Nereti iedobes aizpilda ezeriņi. Ieplakas dibenu veido iežu brekčija. Māri ir apdzisušu vulkānu krāteri, kuros ir noticis viens gāzu sprādziens, un vulkāniskais kanāls ir sprādziena piltuve, pa kuru gāzes ir izrāvušās virszemē. Labi izpētīti māri ir Vācijas dienvidos Švābu Albā, kur to ir vairāk kā 120. Māru pievadkanāls 400-500 m dziļumā ir aizpildīts ar bāzisku bazalta materiālu. Virs tā ieguļ salauzītas un saberztas iežu atlūzas, kas veido savdabīgu brekčiju, kas radusies sprādziena rezultātā.
Līdzīgas sprādziena piltuves jeb diatrēmas ir arī Dienvidāfrikā Kimberli rajonā un Sibīrijā Jakutijā un citur. Šo diatrēmu kanāli ir 100-600 m un pat vairākus km diametrā un tie ir aizpildīti ar vulkānisko brekčiju – kimberlītu. Diatrēmu veidošanās ir saistīta ar ultrabāziska sastāva materiālu. Kimberlītos nereti sastopami dimanti. Sprādziena brīdī diatrēmā ir bijis ļoti augsts spiediens un temperatūra.
Visi aplūkotie māri un diatrēmas ir sen aprimušas kādreizējas vulkāniskās darbības rezultāts. Līdzīgi mūsdienu veidojumi sastopami Havaju salās, Īslandē un netālu no dažiem Kamčatkas vulkāniem.