Vulkanism

Vulkanism on protsesside kogum, mis hõlmab magma teket, selle liikumist vahevööst ja maakoorest vulkaanini ning purskumist maapinnale. Vulkaanide asukohad ei ole juhuslikud. Enamasti asuvad nad litosfääri laamade piirialadel. Erandiks on vaid kuuma täpi vulkanism. Laamtektoonika olemasolu põhjus on lihtne – soojusenergia voog Maa sisemusest pinnale, mis paneb vahevöö konvektiivselt liikuma, mis omakorda purustab hapra litosfääri üksikuteks tükkideks ehk laamadeks, mis edaspidi üksteise suhtes liikuma hakkavad. Ehkki vahevöö on valdavalt tahke, liigub ta siiski konvektiivselt, ehkki liikumiskiirus jääb reeglina vahemikku mõnest millimeetrist kuni mõne sentimeetrini aastas. Seega sõltub see, kas vahevööd pidada tahkeks või vedelaks ajavahemikust, mil me teda vaatleme. Vahevöö ülaosas on veelgi vedelam astenosfäär (vedel osa ei ületa tõenäoliselt paari protsenti), mille kohal on tahke litosfäär. Astenosfäär on vedelam, sest väiksema sügavuse tõttu vähenenud rõhk alandab kivimite sulamistemperatuuri. Laamade vahelised piirid jagunevad kolmeks: põrkuvad (konvergentsed), lahknevad (divergentsed) ja nihkuvad (transformsed). Vulkanismiga on neist seotud kaks esimest. Olenevalt laama tüübist (mandriline või ookeaniline) on laamade põrkumise tulemuseks kas subduktsioonivööndite (põrkuvad mandriline ja ookeaniline või ookeaniline ja ookeaniline laam) või mäestike (põrkuvad mandriline ja mandriline laam) tekkimine. Subduktsioonivööndites sukeldub üks laam teise alla. Sukeldunud laama sügavamale nihkudes hakkab tõusma temperatuur ja rõhk, mis viib kivimite moondumisele. Moonde käigus kristalliseeruvad kivimid ümber, kusjuures kristallstruktuuris olnud vesi tõrjutakse välja. Just kristallstruktuurist pooriruumi eraldunud vesi ongi subduktsioonivööndite vulkanismi põhjustajaks, sest ta alandab kivimite sulamistemperatuuri. Sulanud kivimmassi ehk magma tihedus on lähtekivimist väiksem, mistõttu hakkab magma tõusma ülespoole. Maapinna lähedal moodustuvad suured magmakehad, mida nimetatakse magmakambriteks. Nende kohale tekivadki vulkaanid. Kui konvergentsete laamade põrkeala vulkanismi põhjustajaks on vesi, siis divergentsete laamade vulkanismi põhjustab peamiselt rõhu vähenemisest tulenev kivimite sulamistemperatuuri alanemine. Rõhk väheneb, sest üksteisest eemalduvad laamad jätavad endi vahele tühiku, kuhu surutakse sügavamalt peridotiitseid kivimeid, mis ülespoole kerkides rõhu vähenemise tõttu sulama hakkavad. Vaatamata sellele, et vahevöö koosneb valdavalt peridotiidist, mis on basaldist magneesiumi- ja rauarikkam, kuid sisaldab vähem ränioksiidi, on ookeanide keskahelike purskeproduktideks ikkagi basaldid. See on nii seepärast, et peridotiit, nagu kõik teisedki tardkivimid, on nn tahked lahused, mille erinevatel komponentidel on erinevad sulamistemperatuurid. Kõige madalama sulamistemperatuuriga on happelised kivimid (graniit), mis on suurema ränisisaldusega ja vastupidi. Mida suurem on kivimi raua ja magneesiumisisaldus, seda kõrgem on tema sulamistemperatuur. Seetõttu hakkab kõigepealt sulama peridotiidi ränirikkam komponent, mistõttu tekibki basalt. On ka vulkaane, mis ei asetse laamade piirialadel. Need nn kuuma täpi vulkaanid on tekkinud kohale, mille all on tõusvad laavavoolud ehk vahevöö pluumid. Vulkanoloogia Eesti keelde tõlgitud animeeritud õppevahend vulkanismi ja vulkaaniliste kivimite kohta Tromsø ülikooli veebilehel webGeology.