Tại sao núi lửa phun trào?

Piton de la Fournaise hay

Piton de la Fournaise hay 'Đỉnh của Lò nung' trên Đảo Reunion là một trong những núi lửa hoạt động mạnh nhất thế giới, đã phun trào vào tháng 8 năm 2015. Nguồn ảnh: AAP / NewZulu / Vincent Dunogué


QuaMirzam Abdurrachman,Học viện Công nghệ Bandung

Một số người tin rằng núi lửa phun trào là do số phận. Những người khác tin rằng một vụ phun trào núi lửa là một dấu hiệu cho thấy một ngọn núi đang khó chịu vì cư dân sống gần đó đã phạm tội.


Nhưng khoa học có cách giải thích khác.

Núi lửa là các kênh chuyển đá nóng chảy dưới lòng đất được gọi làdung nhamtừ vỏ Trái đất cho đến bề mặt Trái đất. Các kênh này có hình dạng giống như hình nón, lá chắn hoặc calderas. Bên dưới núi lửa là một khoang chứa magma, một hồ chứa một khối đá nóng chảy lớn duy nhất.

Đó là sự di chuyển magma tăng lên trong một ngọn núi lửa gây ra một vụ phun trào. Những chuyển động này được kích hoạt bởi các quá trình khác nhau xảy ra bên dưới, bên trong và bên trên buồng magma.

Bên dưới buồng magma




Núi lửa nằm ởvùng hút chìm- nơi các tấm chuyển động của Trái đất va chạm, khiến một tấm này chìm xuống dưới tấm kia - nhận được một lượng đá nóng chảy mới phun đều đặn vào buồng magma.

Dưới buồng chứa magma, sức nóng của lõi Trái đất làm tan chảy một phần đá hiện có thành magma mới. Đá nóng chảy mới này cuối cùng sẽ đi vào buồng mắc-ma. Khi khoang chứa đã được lấp đầy với một thể tích nhất định, không thể chứa magma mới, lượng dư thừa sẽ bị đẩy ra thông qua các vụ phun trào.

biểu đồ nóng chảy-đá-macma

Quá trình này thường xảy ra theo chu kỳ, vì vậy có thể dự đoán các vụ phun trào do nó gây ra. Tây JavaNúi Papandayan, nằm trên đỉnh cuộc họp của các Tấm Á-Âu và Ấn-Úc, có chu kỳ 20 hàng năm và có thể bùng phát tiếp theo vào năm 2022. Nó phun trào lần cuối vào năm 2002.


Khoảng thời gian giữa các lần phun trào phụ thuộc vào tốc độ tan chảy của đá, điều này bị ảnh hưởng bởi tốc độ của mảng chìm. Trái đất có một số đới hút chìm và các đĩa hút phụ thường di chuyển với tốc độ không đổi lên đến 10 cm mỗi năm. Đối với Papandayan, tốc độ của mảng Ấn-Úc chìm xuống dưới mảng Á-Âu là khoảng 7cm mỗi năm.

Bên trong buồng magma

Các hoạt động bên trong buồng magma cũng có thể gây ra các vụ phun trào. Bên trong buồng, magma kết tinh do nhiệt độ giảm. Magma kết tinh, nặng hơn đá nóng chảy bán lỏng, rơi xuống sàn buồng. Điều này đẩy phần còn lại của magma lên, tạo thêm áp lực cho nắp buồng. Sự phun trào xảy ra khi nắp không còn giữ được áp suất. Điều này cũng xảy ra theo chu kỳ và có thể được dự đoán trước.

Một quá trình quan trọng khác bên trong buồng chứa magma là khi hỗn hợp magma trộn với các loại đá xung quanh. Quá trình này được gọi là quá trình đồng hóa. Khi magma di chuyển, nó tương tác với đá trên lớp lót của khoang.


Đôi khi, núi lửa có những con đường để magma chảy ra bề mặt. Nhưng nếu đường đi không tồn tại, thì magma sẽ tự ép mình đến một khu vực có áp suất nhỏ hơn. Điều này có thể làm cho các bức tường xung quanh buồng bị sụp đổ.

bên trong-magma-khoang-núi lửa-sơ đồ

Hãy tưởng tượng bạn thả một viên gạch vào một cái xô đầy nước. Điều đầu tiên sẽ xảy ra là nước bắn ra từ xô.

Sự bắn tung tóe của magma do bức tường buồng sụp đổ sẽ gây ra một vụ phun trào. Khó có thể đoán trước được những vụ phun trào từ quá trình này.

Phía trên buồng magma

Phun trào cũng có thể xảy ra do mất áp suất phía trên buồng magma. Điều này có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau, chẳng hạn như sự giảm mật độ của đá phía trên khoang hoặc sự tan chảy của băng trên đỉnh núi lửa. Một cơn bão đi qua núi lửa trong tình trạng nguy cấp cũng có thể làm trầm trọng thêm sức mạnh của một vụ phun trào.

Các tảng đá bao phủ buồng mắc-ma có thể dần dần mềm đi do sự thay đổi thành phần khoáng chất. Việc giảm mật độ của các tảng đá bao phủ cuối cùng khiến chúng không thể giữ được áp suất từ ​​macma.

Điều gì gây ra sự thay đổi khoáng chất này? Đôi khi, núi lửa có các vết nứt trên bề mặt cho phép nước thấm vào và tương tác với magma. Khi điều này xảy ra, sự thay đổi thủy nhiệt của đá xảy ra, dẫn đến phun trào.

Nơi magma thoát ra khỏi núi lửa cũng rất quan trọng. Nếu dung nham hoặcđá pyroclasticđi ra qua mặt bên của núi lửa, lực hấp dẫn có thể làm cho phần đó của núi lửa sụp đổ, gây ra sự mất áp suất bao phủ đột ngột. Các vụ phun trào lớn thường xảy ra ngay sau khi khu vực sụp đổ.

Băng tan

Sự nóng lên toàn cầu có thể gây ra nhiều vụ phun trào hơn do khiến các sông băng trên đỉnh núi lửa tan chảy. Khi khối lượng lớn băng trên đỉnh núi lửa tan chảy, áp suất bên trên buồng mắc-ma giảm. Magma sẽ đi lên để tìm một trạng thái cân bằng mới và gây ra một vụ phun trào.

Một nghiên cứuđã cho thấy vụ phun trào lớn Eyjafjallajökull ở Iceland vào năm 2010 được kích hoạt bởi điều này. Iceland đang mất khoảng 11 tỷ tấn băng mỗi năm, vì vậy có thể còn nhiều hơn nữa.

Năm 1991, núi Pinatubo ở Philippines đã xảy ra một vụ phun trào lớn khi bão Yunya tấn công núi lửa và các vùng xung quanh. Pinatubo vốn đã ầm ầm, nhưng cơn bão càng làm trầm trọng thêm sức mạnh của vụ nổ.

Tốc độ nhanh của bão khiến khu vực xung quanh nó bị mất áp lực đáng kể. Do đó, cột không khí phía trên núi lửa bị cuốn vào đường đi của bão. Núi Pinatubo đã trải qua một sự thay đổi của áp suất và một vụ phun trào lớn là không thể tránh khỏi.

Với vai trò quan trọng của magma trong việc kích hoạt các vụ phun trào núi lửa, việc nghiên cứu magma kỹ hơn có thể giúp dự đoán những sự kiện thiên nhiên ngoạn mục này.

Cuộc trò chuyện

Mirzam Abdurrachmanlà Giảng viên Bộ môn Địa chất, Khoa Khoa học Trái đất và Công nghệ tạiHọc viện Công nghệ Bandung.

Bài báo này ban đầu được xuất bản trênCuộc trò chuyện. Đọcbài báo gốc.