Vòm nham thạch

Vòm nham thạch (tiếng Anh: lava dome) là một cấu trúc hình vòm hoặc hình gò đất được tạo ra bởi sự đùn lên chậm chạp của dung nham có độ nhớt cao từ núi lửa. Do hàm lượng silica (SiO2) cao, dung nham này không thể chảy xa khỏi miệng phun mà tích tụ lại ngay tại đỉnh hoặc sườn núi lửa, dần dần nguội đi và tạo thành một khối đá rắn chắc. 

 Đặc điểm địa chất và hình thái 
Vòm nham thạch thường có cấu trúc không ổn định và có thể đạt độ cao hàng trăm mét. Hình dạng của vòm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tốc độ đùn, độ nhớt của dung nham và địa hình xung quanh.

Các loại vòm nham thạch phổ biến bao gồm:

 Vòm ngoài (Lava dome) hình thành khi dung nham trào ra bề mặt.
 Vòm ngầm (Cryptodome) hình thành khi dung nham xâm nhập vào sâu bên trong các lớp trầm tích hoặc cấu trúc núi lửa hiện có, làm biến dạng bề mặt đất nhưng không phun trào trực tiếp ra ngoài. Một ví dụ điển hình là sự biến dạng của núi Mount St. Helens trước vụ phun trào năm 1980.

Thành phần hóa học của vòm nham thạch thường dao động từ dacite đến rhyolite, đôi khi là andesite. Độ nhớt cực cao của chúng thường là kết quả của sự kết tinh cao và sự mất khí (degassing) trong quá trình magma đi lên bề mặt. 

 Cơ chế hình thành và động lực học 
Sự phát triển của vòm nham thạch là một quá trình phức tạp được điều khiển bởi sự cân bằng giữa áp suất magma và sức bền của lớp vỏ cứng bên ngoài.

 Magma giàu silica di chuyển chậm lên trên do áp suất khí thoát ra từ dưới sâu.
 Khi tiến gần bề mặt, áp suất giảm làm khí hòa tan thoát ra, làm tăng đáng kể độ nhớt của magma.
 Vòm có thể phát triển theo hai cách: phát triển nội tại (từ bên trong nở ra) hoặc phát triển ngoại sinh (các lớp dung nham mới đè lên lớp cũ).

Nghiên cứu của Melnik và Sparks (1999) chỉ ra rằng sự thay đổi nhỏ trong tốc độ cung cấp magma có thể dẫn đến sự thay đổi lớn trong hành vi phun trào của vòm.

 Các nguy cơ địa chất 
Vòm nham thạch được coi là một trong những cấu trúc núi lửa nguy hiểm nhất do tính chất không ổn định của chúng.

 Các khối đá nóng có thể bị vỡ vụn do trọng lực hoặc áp suất khí nội tại, tạo ra các dòng vụn nẩy lửa (pyroclastic flows) cực kỳ nguy hiểm.
 Nếu vòm ngăn chặn đường thoát khí của ống dẫn magma, áp suất tích tụ có thể dẫn đến một vụ phun trào nổ dữ dội.
 Khi vật liệu từ vòm kết hợp với nước mưa hoặc băng tuyết tan chảy, chúng tạo thành các dòng bùn đá có sức tàn phá lớn.

 Các ví dụ điển hình 

 Mount St. Helens (Hoa Kỳ), sau vụ phun trào năm 1980, một loạt các vòm nham thạch đã hình thành và phát triển bên trong miệng núi lửa hình móng ngựa.
 Santiaguito (Guatemala) là một trong những khu vực có vòm nham thạch hoạt động liên tục nhất trên thế giới kể từ năm 1922.
 Soufrière Hills (Montserrat), sự phát triển và sụp đổ liên tục của vòm nham thạch tại đây từ năm 1995 đã phá hủy thủ đô Plymouth.
 Soufrière St. Vincent (St. Vincent và Grenadines), các báo cáo gần đây cho thấy sự gia tăng mạnh mẽ về khối lượng của vòm nham thạch mới, làm thay đổi cấu trúc miệng núi lửa.
 Lassen Peak và Mount Shasta (Hoa Kỳ) là những ví dụ về các vòm nham thạch khổng lồ trong quá khứ hiện đã ổn định.

 Tầm quan trọng của việc giám sát 
Do tính chất nguy hiểm, việc giám sát vòm nham thạch là cực kỳ quan trọng. Các phương pháp hiện đại bao gồm sử dụng ảnh vệ tinh để theo dõi sự biến đổi nhiệt và hình dạng (InSAR), cùng với các trạm địa chấn để phát hiện sự di chuyển của magma. Sự hiểu biết về chu kỳ phát triển của vòm giúp các nhà khoa học đưa ra các cảnh báo sớm cho cộng đồng xung quanh.

 Tham khảo