Nie wszystkie wulkany wybuchają tak samo. Jedne spokojnie wylewają lawę, inne co kilka minut wyrzucają w powietrze jej rozżarzone fragmenty, a jeszcze inne tworzą gigantyczne chmury popiołu sięgające stratosfery. Sposób przebiegu erupcji zależy przede wszystkim od właściwości magmy, ilości zawartych w niej gazów oraz od tego, czy magma zetknie się z wodą.
Wulkanolodzy od dawna próbują uporządkować tę różnorodność. Stąd pochodzą takie określenia jak erupcja hawajska, strombolijska, wulkaniańska, pliniańska czy surtsejska. Wiele nazw pochodzi od wulkanów lub miejsc, w których dany sposób erupcji został szczególnie dobrze opisany.
Taki podział jest jednak pewnym uproszczeniem. Wulkan nie musi przez cały czas zachowywać się zgodnie z jednym schematem. Podczas jednej erupcji może przechodzić od spokojnych wylewów lawy do eksplozji, a następnie ponownie zmienić sposób działania.
Erupcje na lądzie i pod płytką wodą
Erupcje subaeralne zachodzą na powierzchni lądu, gdzie magma wydostaje się bezpośrednio do atmosfery.
Nieco inaczej przebiegają erupcje płytkowodne, gdy magma dociera do dna znajdującego się pod stosunkowo niewielką warstwą wody. Kontakt gorącej magmy z wodą może wtedy prowadzić do bardzo gwałtownych eksplozji.
Głębokie erupcje podmorskie to jeszcze inna kategoria. Ogromne ciśnienie słupa wody ogranicza gwałtowne rozszerzanie się gazów, a szybkie chłodzenie lawy sprzyja m.in. powstawaniu charakterystycznych law poduszkowych. Współczesne badania oceanograficzne dostarczają coraz więcej informacji o takich erupcjach.
Co decyduje o charakterze erupcji?
Jednym z najważniejszych czynników jest lepkość magmy.
Gorąca magma bazaltowa jest zazwyczaj stosunkowo płynna. Gazy mogą łatwiej się z niej wydostawać, dlatego często zamiast wielkiej eksplozji obserwujemy fontanny i potoki lawy.
Magmy zawierające więcej krzemionki są zwykle bardziej lepkie. Gazy mają większe trudności z wydostaniem się na powierzchnię, a ich ciśnienie może rosnąć aż do gwałtownego rozerwania magmy.
Znaczenie mają jednak również temperatura, szybkość wznoszenia magmy, ilość i rodzaj zawartych w niej gazów oraz budowa komina wulkanicznego.
Do tradycyjnie wyróżnianych stylów należą m.in. erupcje hawajskie, strombolijskie, subpliniańskie i pliniańskie. Są to przede wszystkim określenia sposobu przebiegu erupcji.
Erupcje hawajskie
Erupcje hawajskie są zwykle związane z bardzo płynną magmą bazaltową. Gazy stosunkowo łatwo się z niej uwalniają, dlatego erupcja może przebiegać spokojnie. Z krateru lub szczeliny wydobywają się potoki lawy, które mogą pokonywać duże odległości.
Czasami gaz wyrzuca płynną lawę wysoko w powietrze, tworząc efektowne fontanny lawowe. Mimo ich spektakularnego wyglądu jest to jeden z najmniej eksplozywnych stylów działalności wulkanicznej.
Erupcje strombolijskie
Nazwa pochodzi od włoskiego wulkanu Stromboli. W magmie gromadzą się duże pęcherze gazu. Gdy docierają do powierzchni i pękają, następują krótkie eksplozje, które wyrzucają z krateru rozżarzone fragmenty lawy. Bomby i lapille zakreślają w powietrzu charakterystyczne łuki, po czym spadają na zbocza.
Takie eksplozje mogą następować jedna po drugiej przez bardzo długi czas. Charakterystyczną różnicą w stosunku do stylu hawajskiego jest właśnie ich krótkotrwały, pulsacyjny charakter, podczas gdy fontanny hawajskie mogą utrzymywać się znacznie dłużej.
Erupcje subpliniańskie i pliniańskie
Znacznie gwałtowniejsze są erupcje subpliniańskie i pliniańskie. Magma zostaje podczas nich rozrywana na ogromną ilość fragmentów, a nad wulkanem powstaje wysoka kolumna gazów, popiołu i pumeksu. Podczas największych erupcji pliniańskich może ona osiągać kilkadziesiąt kilometrów wysokości i wejść do stratosfery. Popiół może wtedy pokryć ogromne obszary.
Jeżeli kolumna erupcyjna utraci stabilność i się zapadnie, gorąca mieszanina gazów, popiołu i fragmentów skał może ruszyć po zboczach jako niezwykle niebezpieczny prąd piroklastyczny.
Klasycznym przykładem erupcji pliniańskiej jest wybuch Wezuwiusza w 79 roku, który zniszczył Pompeje i Herkulanum. Nazwa tego stylu pochodzi od Pliniusza Młodszego, który pozostawił szczegółowy opis katastrofy.
Erupcje wulkaniańskie
Ich nazwa pochodzi od wulkanu Vulcano na Wyspach Liparyjskich. Charakteryzują je krótkie, gwałtowne eksplozje, podczas których nad kraterem powstają gęste chmury popiołu, często przypominające kształtem kalafior.
Eksplozje mogą być związane z zatkaniem komina przez zastygłą, lepką magmę i nagłym uwolnieniem zgromadzonego pod nią ciśnienia gazów.
Erupcje freatomagmowe
Osobną grupę stanowią erupcje freatomagmowe. Tutaj ogromne znaczenie ma bezpośredni kontakt magmy z wodą – morską, jeziorną albo podziemną. Woda zostaje gwałtownie ogrzana, a powstająca para może powodować bardzo silne rozdrobnienie magmy. Erupcje freatomagmowe często wytwarzają wyjątkowo dużo bardzo drobnego popiołu.
Erupcje surtsejskie
Wyspa Surtsey wyłoniła się z oceanu u wybrzeży Islandii. W 1963 roku rozpoczęła się tu podmorska erupcja, a gdy rosnący wulkan znalazł się wystarczająco blisko powierzchni oceanu, magma zaczęła gwałtownie reagować z wodą morską. Dochodziło do eksplozji wyrzucających w powietrze parę, popiół i fragmenty lawy.
Erupcje te są charakterystyczne przede wszystkim dla aktywności w płytkiej wodzie lub w środowisku, w którym magma ma stały dostęp do dużej ilości wody.
Erupcje freatopliniańskie
Jeszcze bardziej intensywny kontakt dużych ilości magmy i wody może prowadzić do erupcji określanych jako freatopliniańskie. Podobnie jak podczas erupcji pliniańskich powstają wysokie kolumny erupcyjne, ale obecność wody powoduje wyjątkowo silne rozdrobnienie materiału. W rezultacie powstaje bardzo dużo drobnego popiołu, który może zostać rozprowadzony na dużym obszarze.
Zależność między wysokością kolumny a rozprzestrzenieniem popiołu
Silniejsze erupcje mogą wyrzucać materiał wyżej, a drobny popiół może być przenoszony na większe odległości. Nie jest to jednak prosta proporcja.
O tym, gdzie ostatecznie spadnie popiół, decydują również wielkość jego ziaren, wiatr na różnych wysokościach, czas trwania erupcji, wilgotność atmosfery oraz zlepianie się drobin popiołu w większe skupiska. Dlatego dwie erupcje o podobnej wysokości kolumny mogą pozostawić bardzo różne osady.
VEI – skala siły erupcji
Do porównywania wielkości erupcji stosuje się wskaźnik eksplozywności wulkanicznej VEI – Volcanic Explosivity Index. Skala biegnie od VEI 0 do VEI 8 i bierze pod uwagę przede wszystkim ilość wyrzuconego materiału piroklastycznego, a pomocniczo także m.in. wysokość kolumny erupcyjnej i charakter erupcji.
Nazwy erupcji są bardzo przydatne, ponieważ pozwalają szybko opisać charakter aktywności wulkanu. Nie należy jednak traktować ich jak sztywnych szuflad.
Ten sam wulkan może podczas jednej erupcji zachowywać się strombolijsko, później przejść do gwałtowniejszych eksplozji, następnie wytworzyć wysoką kolumnę popiołu, a na końcu spokojnie wylewać lawę.
Granice pomiędzy poszczególnymi stylami również nie zawsze są ostre. Nawet rozróżnienie pozornie prostych erupcji hawajskich i strombolijskich wymaga analizy sposobu uwalniania gazu i czasu trwania poszczególnych epizodów.
Wybrane typy erupcji na tle skali eksplozywności
