Erupcje subpliniańskie to silne erupcje wybuchowe. Wulkan wyrzuca podczas nich ogromne ilości popiołu, gazów i fragmentów skał, a nad kraterem może powstać kolumna erupcyjna sięgająca kilkunastu, a nawet ponad 20 kilometrów wysokości.
Są słabsze od największych erupcji pliniańskich, ale nadal mogą powodować ogromne zniszczenia. Towarzyszą im opady popiołu i pumeksu, a czasem także niezwykle niebezpieczne spływy piroklastyczne.
Erupcje tego typu są zwykle związane z lepką magmą zawierającą dużo gazów, najczęściej o składzie andezytowym, dacytowym, ryolitowym lub trachitowym.
Dlaczego wulkan wybucha?
Magma znajdująca się głęboko pod powierzchnią Ziemi zawiera rozpuszczone gazy, przede wszystkim parę wodną i dwutlenek węgla. Gdy magma wędruje ku powierzchni, ciśnienie maleje i zaczynają się w niej tworzyć pęcherzyki gazu. Można to porównać do otwierania butelki napoju gazowanego – po spadku ciśnienia rozpuszczony wcześniej gaz zaczyna gwałtownie się wydzielać.
Jeśli magma jest rzadka i płynna, gazy stosunkowo łatwo się z niej uwalniają. Z lepkiej magmy wydostają się znacznie trudniej. Pęcherzyków przybywa, rosną i w końcu mogą rozerwać magmę na niezliczone fragmenty. Wulkan wyrzuca wtedy popiół, lapille, pumeks i większe kawałki skał.
Podczas silnej erupcji mieszanina gorących gazów, popiołu i fragmentów magmy jest wyrzucana wysoko ponad krater. Powstaje kolumna erupcyjna, która podczas erupcji subpliniańskich może sięgać kilkunastu, a czasami ponad 20 km wysokości.
Większe i cięższe fragmenty szybko spadają w pobliżu wulkanu. Drobny popiół może natomiast długo utrzymywać się w atmosferze i wraz z wiatrem pokonywać setki kilometrów.
Jeżeli mieszanina popiołu, fragmentów skał i gazów stanie się zbyt ciężka, kolumna może się zapaść. Wtedy zamiast wznosić się do góry, ogromna masa gorącego materiału zaczyna pędzić w dół zboczy. Powstają spływy i inne prądy piroklastyczne – mieszaniny bardzo gorących gazów, popiołu i fragmentów skał. Mogą poruszać się z prędkością przekraczającą 100 km/h, a niekiedy znacznie większą. To jedno z najbardziej niebezpiecznych zjawisk związanych z działalnością wulkaniczną.
Wezuwiusz – katastrofa z 1631 roku
Przykładem silnej erupcji subpliniańskiej był wybuch Wezuwiusza w 1631 roku. 16 grudnia nad wulkanem wzniosła się ogromna kolumna popiołu. Na okoliczne miejscowości spadały popiół i fragmenty pumeksu, a później ze stoków zeszły niszczycielskie prądy piroklastyczne i lahary, czyli potoki wody wymieszanej z materiałem wulkanicznym. Zginęło około 4 tys. osób, choć dokładna liczba ofiar nie jest znana.
Dawniej sądzono, że podczas tej erupcji wystąpiły również duże potoki lawy. Nowsze badania wskazują jednak, że część osadów branych kiedyś za zastygłą lawę pozostawiły w rzeczywistości prądy piroklastyczne i lahary.
Kiedy lawa zamiast wybuchać, powoli wychodzi z krateru
Lepka magma nie zawsze powoduje eksplozję. Jeżeli wcześniej pozbędzie się dużej części gazów, może zacząć bardzo powoli wydostawać się z krateru. Jest jednak tak gęsta, że nie rozpływa się szeroko po zboczach. Zaczyna gromadzić się wokół otworu wulkanicznego i tworzy kopułę lawową.
Można ją sobie wyobrazić jako wielką porcję bardzo gęstej masy powoli wyciskanej z wnętrza wulkanu. Kopuła może rosnąć przez tygodnie, miesiące, a nawet lata. Lawa tworząca takie kopuły ma zwykle temperaturę około 700–900°C.
Czasami lepka lawa zaczyna jednak powoli przesuwać się po zboczu. Powstaje wówczas krótki, gruby potok o stromych brzegach nazywany coulee.
Sama kopuła może rosnąć bardzo wolno, ale nie oznacza to, że jest bezpieczna. Jej powierzchnia szybko stygnie, twardnieje i pęka, podczas gdy wnętrze pozostaje bardzo gorące. W miarę wzrostu kopuła staje się coraz bardziej stroma i niestabilna. W pewnym momencie jej fragmenty mogą się oderwać.
Gorąca skała rozpada się wtedy na niezliczone bloki i drobiny, miesza z gazami i gwałtownie rusza w dół zbocza. Powstaje prąd piroklastyczny, który może osiągać prędkość ponad 100 km/h.
Lawa jak pasta wyciskana z tubki
Jeszcze bardziej niezwykłym zjawiskiem są protruzje, czyli skalne iglice wypychane z wnętrza wulkanu. Bardzo lepka i w dużej mierze odgazowana lawa może być tak gęsta, że zamiast rozpływać się, jest wypychana z krateru jako niemal zwarta masa. Trochę przypomina to wyciskanie bardzo gęstej pasty z tubki.
Powstają wysokie słupy i iglice skalne. Ich powierzchnia szybko stygnie i pęka, dlatego takie konstrukcje są zwykle nietrwałe.
Najsłynniejsza z nich powstała na początku XX wieku na karaibskiej wyspie Martynika. 8 maja 1902 roku doszło do katastrofalnej erupcji wulkanu Montagne Pelée. Gorąca chmura gazów, popiołu i fragmentów skał runęła ze zbocza w kierunku położonego u jego podnóża miasta Saint-Pierre. W ciągu kilku minut miasto zostało niemal całkowicie zniszczone. Zginęło około 28–30 tys. ludzi.
W kolejnych miesiącach z krateru zaczęła powoli wychodzić niezwykle lepka lawa. Zamiast rozpłynąć się po zboczu, piętrzyła się pionowo. Powstała słynna Wieża Pelée – ogromna skalna iglica wyrastająca z wulkanu. W okresach najszybszego wzrostu wydłużała się nawet o kilkanaście metrów na dobę. Ostatecznie osiągnęła ponad 300 metrów wysokości ponad otaczającą ją kopułę.
Była jednak bardzo niestabilna. Skała pękała, a kolejne fragmenty wieży odpadały. W końcu niezwykła konstrukcja całkowicie się rozpadła.
Jeden wulkan, wiele rodzajów erupcji
Erupcja wulkanu nie musi przez cały czas przebiegać w taki sam sposób. Ten sam wulkan może najpierw gwałtownie eksplodować i wyrzucić popiół na kilkanaście kilometrów. Później może się uspokoić, a z krateru zacznie powoli wydobywać się lepka lawa tworząca kopułę. Następnie fragment kopuły może się zawalić i zamienić w pędzący po zboczu prąd piroklastyczny.
Dlatego określenia „subpliniańska”, „kopułowa” czy „pelejska” opisują różne sposoby zachowania wulkanu, które mogą występować kolejno podczas jednego dłuższego okresu aktywności.
Wulkan może więc przez wiele miesięcy powoli wyciskać lepką lawę, by nagle w ciągu kilku minut przejść do niezwykle gwałtownej i niebezpiecznej fazy.
Autor: dr Elżbieta Jackowicz
