tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
בתקופת עריכת מפקד האוכלוסין של בלארוס (2009) , מנתה אוכלוסיית מחוז המשנה וולקוביסק 75,329 בני אדם.
ההרכב האתני של האוכלוסייה במחוז היה: 63.35% בלארוסים, 24.96% פולנים, 8.71% רוסים ו-1.6% אוקראינים.
וולקאם טו איזראל - הוא האלבום העשירי של להקת ההיפ הופ הישראלית הדג נחש ואלבום האולפן השמיני, אשר יצא לאור ב-9 במרץ 2018.
הסינגל השני באלבום הוא השיר "סע" (מילים: הדג נחש, לחן: יאיא כהן אהרונוב, שלומי אלון והדג נחש, עיבוד: יוסי פיין והדג נחש והפקה מוזיקלית: יוסי פיין) שיצא ב-15 בינואר 2018 וזכה להצלחה ולביקורת חיובית
את כל השירים באלבום עיבד יוסי פיין.
את "אל הציפור" עיבדו בנוסף יוסי מזרחי וחברי הדג נחש.
את "יומולדת 40" ו"טיפות של אור" עיבדו בנוסף ג'וני גולדשטיין וחברי הדג נחש.
את ההפקה המוזיקלית ביצע יוסי פיין.
וולפרמס-אשנבך היא עיירה במחוז אנסבך, בבוואריה, גרמניה.
היא שוכנת 14 ק"מ דרומית-מזרחית לאנסבך ו-36 ק"מ דרומית-מערבית לנירנברג.
וולפרמס-אשנבך, שנקראה בעבר "אשנבאך" ו"אובר-אשנבך", היא עיירה קטנה, שנוסדה בימי הביניים, אשר עד היום משמרת אדריכלות בת כ-500 שנה.
בשנת 1917 שונה שמה של העיירה לכבוד בנה המפורסם ביותר, הטרובדור וולפרם פון אשנבך , שהיה משורר מימי הביניים.
כנסייה בולטת היא Liebfrauenmünster (כנסיית גבירתנו).
וולפרם פון אשנבך (1170–1220 לערך) הוא אחד ממשוררי ימי הביניים המפורסמים ביותר.
יצירתו המפורסמת ביותר היא "פרציפל".
פרידריך דר (1908–1993) היה כומר קתולי גרמני, פרופסור לתאולוגיה ופזמונאי שירים דתיים, שעיצב את ספר ההמנונים "גוטסלוב".
במיתולוגיה הרומית, וולקן הוא אל האש כולל אש של הרי געש, מדבריות, עיבוד מתכת והחציבה.
לעיתים קרובות הוא מתואר עם פטיש נפחות.
הוולקנליה היה הפסטיבל השנתי שנערך ב-23 באוגוסט לכבודו.
מקבילו היווני הוא הפייסטוס, אל האש והיצירה.
בדת האטרוסקית הוא מזוהה עם סתלאנס .
וולקן שייך לשלב העתיק ביותר של הדת הרומית: וארו, המלומד והסופר הרומי הקדום, המצטט את האנאלס מקסימי , מתעד שהמלך טיטוס טאטיוס הקדיש מזבחות לסדרה של אלים כולל וולקן.
המקדש העתיק ביותר של וולקן ברומא, הנקרא וולקנל , היה ממוקם למרגלות גבעת הקפיטולין בפורום רומנום, והיה ידוע עד לתקופה הארכאית של מלכי רומא , והוקם באתר על ידי טיטוס טאטיוס, המלך הסביני, עם תאריך מסורתי במאה ה-8 לפני הספירה.
דעתם של הרוספיסים האטרוסקים היה שמקדש וולקן צריך להיות ממוקם מחוץ לעיר, וייתכן שהוולקנל היה במקור על גבולות העיר או מחוצה לו לפני שהתרחבו לכלול את גבעת הקפיטולין.
קורבנות וולקנליה הוצעו כאן לוולקן, ב-23 באוגוסט.
לוולקן היה גם מקדש בשדה מרס, שהיה קיים בשנת 214 לפני הספירה.
הרומאים זיהו את וולקן עם האל הנפח היווני הפייסטוס.
וולקן נקשר כמו עמיתו היווני עם השימוש הקונסטרוקטיבי באש בעיבוד מתכות.
שבר של עציץ יווני המראה את הפייסטוס שנמצא בהר הגעש תוארך למאה ה-6 לפני הספירה, מה שמצביע על כך ששני האלים היו קשורים כבר בתאריך זה.
עם זאת, לוולקן היה קשר חזק יותר מהפייסטוס ליכולת ההרס של האש, והדאגה העיקרית של מתפלליו הייתה לעודד את האל למנוע שריפות מזיקות.
החג של וולקן, הוולקנליה, נחגג ב-23 באוגוסט בכל שנה, כאשר חום הקיץ הציב את היבולים והאסמות בסכנת שריפה.
במהלך הפסטיבל נוצרו מדורות לכבוד האל, שלתוכה הושלכו דגים חיים או חיות קטנות כקורבן, כדי לצרוך אותם במקומם של בני אדם.
הוולקנליה היה חלק ממחזור ארבעת החגיגות של המחצית השנייה של אוגוסט (הקונסואליה ב-21 באוגוסט, הוולקנליה ב-23, האופיקונסיביה ב-25 והוולטורנליה ב-27) הקשורים לפעילויות האגרריות של אותו חודש ובמתאם סימטרי לאלו של המחצית השנייה של יולי (הלוקריה ב-19 וב-21 ביולי, הנפטונליה ב-23 והפורינליה ב-25).
מתועד כי בתקופת הוולקנליה אנשים נהגו לתלות את הבגדים והבדים שלהם תחת השמש.
הרגל זה עשוי לשקף קשר תאולוגי בין וולקן לבין השמש.
מנהג אחר שהתקיים ביום זה הצריך להתחיל לעבוד לאור נר, כנראה כדי לפצות על שימוש מועיל באש על ידי האל.
בנוסף לוולקנליה של 23 באוגוסט, התאריך של 23 במאי, שהיה השני מבין שני הטקסים השנתיים של הטובילוסטריה או טקסים לטיהור חצוצרות, היו קדושים לוולקן.
הלודי וולקנליצ'י, נערכו רק פעם אחת ב-23 באוגוסט 20 לפני הספירה, בתוך מתחם המקדש של וולקן, ושימשו את אוגוסטוס לציון ההסכם עם פרתיה והחזרת עיט הלגיון שאבד בקרב חרן ב-53 לִפני הספירה.
פלאמן , אחד מקטיני הלהבות, בשם פלאמן וולקנליס היה אחראי על פולחן האל.
הפלאמן וולקנליס העלה קורבן לאלה מאיה, טקס שנערך מדי שנה בקלנדה של מאי.
וולקן היה בין האלים שפוייסו לאחר השריפה הגדולה של רומא בשנת 64 לספירה.
בתגובה לאותה שריפה, הקים דומיטיאנוס מזבח חדש לוולקן על גבעת קווירינאלה.
במקביל נוספו עגל אדום וחזיר בר אדום לקורבנות שהועלו על בוולקנליה, לפחות באותו אזור של העיר.
טבעו של וולקן קשור לרעיונות דתיים הנוגעים לאש; נראה שהמושג הרומאי של וולקן משייך אותו הן לכוחות ההרס והן לכוחות ההפריה של האש (בתור דשן געשי).
בהיבט הראשון, הוא זוכה להערכה בוולקנליה, כדי למנוע את הסכנה הפוטנציאלית שלה לחיטה שנקטפה.
הכת שלו ממוקמת מחוץ לגבולות העיר המקורית כדי למנוע את הסיכון של שריפות שיגרמו האל בעיר עצמה.
כוח זה, לעומת זאת, נחשב שימושי אם הוא מכוון נגד אויבים ובחירה כזו למיקום כת האל יכולה להתפרש גם כך.
אותו רעיון עומד בבסיס הקדשת זרועות האויבים המובסים, כמו גם אלו של הגנרל שנותר בחיים בטקס התמסרות לאל.
באמצעות פרשנות השוואתית היבט זה חובר על ידי דומזיל לאש השלישית או ההגנתית בתיאוריה של שלוש שריפות הקורבן הוודיות.
בתיאוריה כזו נחוצות שלוש שריפות לשחרור טקס דתי: האח של בעל הבית, שתפקידו להקים התייחסות לכדור הארץ באותו מיקום מדויק המחבר אותו עם גן עדן; אש הקורבן, המעבירה את ההצעה לגן עדן; והאש ההגנתית, שבדרך כלל ממוקמת בגבול הדרומי של המרחב הקדוש ויש לה תפקיד מגן מפני השפעות רעות.
מכיוון ששטחה של העיר רומא נתפס כמקדש מוגדל בפני עצמו, יש לזהות את שלוש השריפות כמוקד של בעל הבית במקדש וסטה (aedes Vestae); מדורות הקורבנות של כל מקדש, היכל או מזבח; ואש ההגנה במקדש וולקן.
משמעות נוספת של וולקן קשורה לכוח ההפריה הגברי.
באגדות לטיניות ורומיות שונות הוא אבין של דמויות מפורסמות, כמו מייסד פרנסטה, קאקולוס ; קאקוס , יצור או מלך קדמון, שהפך מאוחר יותר למפלצת שאכלסה את גבעת אוונטינו ברומא; והמלך הרומי סרוויוס טוליוס.
בגרסה של סיפור הולדתו של רומולוס הפרטים זהים למרות שוולקן לא מוזכר במפורש.
דרך הזדהותו עם הפייסטוס של המיתולוגיה היוונית, וולקן נחשב ליצרן של אמנות, נשק, ברזל, תכשיטים ושריון עבור אלים וגיבורים שונים, כולל הברקים של יופיטר.
הוא היה בנם של יופיטר ויונו, ובעלן של מאיה וונוס.
על פי ההערכות, נפחייתו ממוקמת מתחת להר אטנה בסיציליה.
כבן של יופיטר, מלך האלים, ויונו, מלכת האלים, וולקן היה צריך להיות יפה למדי, אבל וולקן התינוק היה קטן ומכוער עם פנים אדומות וצועקות.
יונו כל כך נחרדה שהיא השליכה את התינוק הקטנטן מראש הר האולימפוס.
וולקן נפל ליום ולילה, ונחת בים.
לרוע המזל, אחת מרגליו נשברה כשפגע במים, ומעולם לא התפתחה כראוי.
וולקן שקע למעמקי האוקיינוס, שם הנראידה תטיס מצאה אותו ולקחה אותו למערה התת-ימית שלה, מתוך רצון לגדל אותו כבן שלה.
לוולקן הייתה ילדות מאושרת עם דולפינים כחבריו למשחק ופנינים כצעצועים שלו.
בשלהי ילדותו, הוא מצא שרידי שריפה של דייגים על החוף והוקסם מפחם שלא כבה, עדיין לוהט וזוהר.
וולקן סגר בזהירות את הפחם היקר הזה בצדפה, לקח אותו בחזרה למערה התת-ימית שלו והצית איתו אש.
ביום הראשון לאחר מכן, וולקן בהה באש הזו שעות על גבי שעות.
ביום השני הוא גילה שכאשר חימם את האש במפוח, אבנים מסוימות פלטו ברזל, כסף או זהב.
ביום השלישי הוא הכה את המתכת המקוררת לצורות: צמידים, שרשראות, חרבות ומגינים.
וולקן הכין סכינים וכפות עם ידיות פנינים עבור אמו האומנת, ולעצמו הוא הכין מרכבת כסף עם רתמות כדי שסוסי ים יוכלו להעביר אותו במהירות.
הוא אפילו יצר נערות מזהב שיעשו את רצונו.
מאוחר יותר, תטיס עזבה את המערה התת-ימית שלה כדי להשתתף במסיבת ארוחת ערב על הר האולימפוס כשהיא עונדת שרשרת יפהפייה של כסף ואבני ספיר שוולקן הכין עבורה.
יונו התפעלה מהשרשרת ושאלה היכן היא יכולה להשיג אחת.
תטיס נעשתה מבולבלת, מה שגרם ליונו לחשוד; ולבסוף, היא גילתה את האמת: התינוק שדחתה פעם הפך לנפח מוכשר.
יונו זעמה ודרש מוולקן לחזור הביתה, דרישה שסירב לבצע.
עם זאת, הוא כן שלח ליונו כיסא בנוי להפליא עשוי כסף וזהב, משובץ אם הפנינה.
יונו הייתה מרוצה מהמתנה הזו, אבל ברגע שהיא התיישבה בה המשקל שלה הפעיל קפיצים נסתרים ורצועות מתכת צצו כדי להחזיק אותה חזק, כך שלא תוכל להזיז שריר.
הכיסא היה מלכודת מתוכננת בתחכום.
זה היה יופיטר שהציל לבסוף את יונו: הוא הבטיח לוולקן שאם ישחרר את יונו הוא ייתן לו אישה, ונוס אלת האהבה והיופי.
וולקן הסכים, שחרר את אימו והתחתן עם ונוס.
מאוחר יותר בנה וולקן נפחיה מתחת להר אטנה באי סיציליה.
נאמר שבכל פעם שונוס לא הייתה נאמנה, וולקן כעס והכה את המתכת הלוהטת בעוצמה כזו שניצוצות ועשן עלו מראש ההר, ויצרו התפרצות געשית.
לפי ורגיליוס, וולקן היה אביו של קאקולוס .
כדי להעניש את האנושות על גניבת האש בידי פרומתאוס, הורה יופיטר לאלים האחרים להכין מתנה רעה לאדם.
תרומתו של וולקן לפנדורה היפה והטיפשה הייתה לעצב אותה מחימר ולתת לה צורה.
הוא גם הכין את כיסאות האלים האחרים בהר האולימפוס.
בגיבור האבוד (ריק ריירדן) הפייסטוס מזכיר את וולקן, התגלמותו הרומית, בזמן שמדבר עם ליאו ואלדס.
וולקן היה כוכב לכת תאורטי שמספר אסטרונומים לפני המאה ה-20 חשבו שהיה קיים במסלול בין כוכב חמה לבין השמש.
ספקולציות לגבי, ואפילו תצפיות לכאורה של גופים שמימיים או כוכבי לכת בין חמה לשמש מתוארכים מתחילת המאה ה-17. הטענה לקיומם הסביר זכה לתמיכתו של המתמטיקאי הצרפתי אורבן לה-ורייה, אשר חזה את קיומו של נפטון באמצעות הפרעות במסלול אורנוס.
עד 1859 הוא אישר הפרעות בלתי מוסברות במסלולו של חמה וחזה שהן חייבות להיות תוצאה של השפעת מכוח הכבידה של כוכב לכת סמוך אחר או סדרת אסטרואידים לא ידועה בין חמה לשמש.
דיווח של אסטרונום חובב צרפתי שצפה בחפץ חולף מול השמש באותה שנה הוביל את לה ורייר להכריז כי סוף סוף התגלה כוכב הלכת המבוקש, אשר העניק לו את השם "וולקן".
חיפושים רבים נערכו עבור וולקן במהלך העשורים הבאים, אך אף על פי שמספר אנשים טענו שמצאו אותו, לא היה ניתן לאשר את קיומו.
הצורך בכוכב הלכת כהסבר להפרעות במסלול של חמה מיותר, מאחר שכאשר תורת היחסות הכללית של אלברט איינשטיין משנת 1915 הראתה כי יציאתו של מרקורי ממסלול שנחזה על ידי הפיזיקה הניוטונית הוסברה על ידי השפעות הנובעות מהעקמומיות של המרחב הזמן בגלל מסת השמש.
וולפסברג הוא מחוז במזרח מדינת קרינתיה שבאוסטריה.
באד סנקט לאונרד אים לבנטל
סנקט גאורגן אים לבנטל סנקט פאול אים לבנטל
וולקיל הוא נהר המהווה יובל של נהר ההדסון , המתנקז מאגם מוהוק בספרטה , ניו ג'רזי, וזורם משם בדרך כלל לכיוון צפון-מזרח לאורך 142.1 ק"מ עד לנחל רונדאוט, ניו יורק, ממש במורד הזרם אל בריכת סטורג'ן , ליד רוזנדל , כאשר הזרימה המשולבת מגיעה לנהר ההדסון בקינגסטון .
הנהר יוצא דופן מכיוון שהוא זורם צפונה בין שני נהרות גדולים הזורמים דרומה, ההדסון והדלאוור.
הוא גם מתאפיין בכך שהוא נהר הנפגש עם נחל, מכיוון שהוא נכלא מעט לפני מפגש הנהרות עם נחל רונדאוט לתוך גוף בריכת סטורג'ן, ומה שמגיע לנחל רונדאוט משם הוא הזרימה הקטנה יותר.
העמק הרחב של נהר וולקיל שוכן בין הרי האפלצ'ים העיקריים לבין הרמות ניו יורק-ניו ג'רזי , ותומך בחקלאות מקומית רבה.
זהו חלק מעמק האפלצ'ים הגדול.
בתחילת דרכו הוא מנקז את החלק המזרחי של מחוז סאסקס, ניו ג'רזי , לאחר מכן זורם דרך שמורת הטבע הלאומית של נהר וולקיל בגבול ניו ג'רזי/ניו יורק.
לאחר מכן הוא מוסט בכבדות כשהוא זורם דרך אזור "העפר השחור" העשיר של וורוויק .
עד שנבנו שם פרויקטים של ניקוז, האזור היה ידוע בשם "האדמות הטבועות".
לאחר מעבר בעיירה וולקיל , בצפון מחוז אורנג', הוא מתחיל להחזיר לעצמו את נפחו כשהוא עובר ליד נמל התעופה של מחוז אורנג' , מונטגומרי ובוולדן , שם נבנו בעבר סכרים כדי לספק חשמל לתעשייה המקומית.
הגדול ביותר, בוולדן, עדיין משמש כיום את חברת החשמל והגז של מדינת ניו יורק .
בנוסף לעיירה ולכפר בניו יורק, שני מחוזות בתי ספר מקבלים את שמם מהנהר: מחוז בתי הספר האזורי וולקיל ואלי , בניו ג'רזי,ו- וולקיל סנטרל בניו יורק (גם ואלי סנטרל גוזר את שמו בעקיפין מהנהר).
לפחות שלושה מקלטים פרהיסטוריים בסלע נמצאו בחפירות ארכאולוגיות באזור.
עבור העמים הילידים, הנהר היה חשוב לא רק בשל אדמותיו הראויות לעיבוד, אלא גם בשל משאביו הגאולוגיים.
הנהר ועמקו עשירים בצור ובצ'ארט , מהם יצרו חוד חניתות וחצים.
מתיישבים אירופאים באזור קראו לו תחילה נהר פאלסה, על שם ניו פאלץ.
מאוחר יותר, כשהתברר שהנהר ממשיך הרבה מעבר לפטנט המקורי של ניו פאלץ, הוא קיבל את שם נהר ואל בהולנד, מולדתם.
הם פילסו את דרכם במורד הנהר מעמק ההדסון במאה ה-17, והבריטים עקבו אחריהם לאחר שהמושבה החליפה ידיים.
המתיישבים זיהו את האפשרויות החקלאיות של "האדמות הטבועות" כמעט מיד עם כניסתם.
המאמצים להטות את הנהר וליצור אדמות חקלאיות נוספות החלו ככל הנראה כבר בשנת 1760. עם זאת, חלפו 66 שנים עד שתעלה הצליחה לייבש את האדמה ולהפוך אותה זמינה לעיבוד רווחי.
באותה תקופה החלה גם התעשייה לרתום את הנהר, כאשר ג'ייקוב וולדן הקים את טחנתו בכפר במורד הנהר, אשר מאוחר יותר תקבל את שמו.
טוחנים באזור העפר השחור התנגשו בחריפות עם חקלאים במה שנודע כמלחמות המוסקרט והבונה במשך עשרות שנים לאחר מכן, שכן הטוחנים היו זקוקים למים שיזרמו בחופשיות, בעוד שהחקלאים היו תלויים בהטייתם.
בשנת 1871 החקלאים ניצחו לבסוף.
התעשייה שהייתה הוגבלה למונטגומרי ו-וולדן, שם עברה מסילת רכבת.
באולסטר, נופשים פקדו את שכונת ניו פאלץ בספרינגטאון בסוף המאה ה-19 ותחילת המאה ה-20, וניצלו את נהר וולקיל לבילוי.
רבים מהבתים הגדולים והישנים שעדיין שוכנו ברחוב ספרינגטאון שימשו כבתי פנסיון עבור אנשים אלה שנמלטו מחום הקיץ לגדות הקרירות של נהר וולקיל.
באוגוסט 1955, הנהר חווה הצפות שוברות שיאים כאשר ההוריקנים קוני ודיאן הביאו גשמים כבדים לאזור.
הצפות כבדות של הנהר ויובליו הקטנים יותר מסופת הצפון-מזרח של אפריל 2007 אילצו מספר סגירות כבישים ופינוי בתים במישור ההצפה שלו במרכז מחוז אורנג'.
בסוף המאה ה-20 ובתחילת המאה ה-21 נעשו מספר מאמצים לניקוי הנהר.
בתחילת המאה ה-20 הוקם כוח משימה לנהר וולקיל, עם נציגים ממחוזות אלסטר ואורנג'.
שהכינו יחד "תוכנית שימור וניהול לאגן הניקוז של נהר וולקיל".
בעוד שסוכנויות ממשלתיות כבר התמקדו באגף הניקוז הזה, ה-WRTF יצר קבוצה לא ממשלתית שחיפשה באופן פעיל את השתתפותם המתנדבת של חקלאים, אנשי עסקים ואזרחים "רגילים" אחרים, בנוסף לעובדי ממשלה וסוכנויות שימור, כדי לספק מנהיגות רחבה בהגנה על נהר וולקיל ואדמות אגן הניקוז שלו.
אחת התוצאות של עבודת כוח המשימה הייתה ניסוח תוכנית שימור וניהול.
תוכנית איכות המים של Riverkeeper בדקה דגימות במקומות רבים לאורך הנהר בעזרת מדענים-אזרחיים.
בסוף קיץ 2016, ברית אגן הניקוז של נהר וולקיל, יחד עם Riverkeeper, תיעדה פריחה גדולה של אצות כחולות-ירוקות שעלולה להיות רעילה, מה שגרם לשתי הקבוצות להזהיר כי היא עלולה להזיק לאנשים, לכלבים או לחיות מחמד אחרות.
לאחר שנלקחו הדגימות מהנהר, מחלקת הגנת הסביבה של העיר ניו יורק אישרה שאכן פריחת אצות מזיקות עם רמות גבוהות של רעלים קיימת בנהר.
Riverkeeper הגיבה בקריאה לפקידי ממשלה להגדיר את הגורמים לפריחה.
וולקנולוגיה היא תחום המחקר הגאולוגי החוקר את החומרים והתהליכים המלווים את המאגמה מעת היווצרה, דרך עלייתה ממעטפת כדור הארץ אל הקרום ופליטתה כלבה באמצעות התפרצויות געשיות אל פני השטח.
המחקר עוסק בהתפתחות הפיזיקלית והכימית של המאגמה, אגירתה, הובלתה והתפרצותה, וכן את המשקעים הגעשיים שהיא מותירה, לא רק בכדור הארץ אלא גם בכוכבי הלכת והירחים של מערכת השמש.
המונח "וולקנולוגיה" מושאל משמו של הר הגעש וולקנו (Vulcano, אחד מהאיים הליפאריים – איים געשיים בים התיכון צפונית לסיציליה), הנגזר מ"ווּלקן", שמו הרומי של הפייסטוס – אל הנפחות והאש במיתולוגיה היוונית.
הרי געש והתפרצויות געשיות מהווים את הקצה הנראה לעין של תהליכים מורכבים המתרחשים עמוק בכדור הארץ.
אחד מאמצעי המחקר בוולקנולוגיה הוא שימוש במכשירים המאפשרים הצצה אל מתחת לפני השטח, על-מנת לשפר את ההבנה של תהליכים אלה.
לכן, מחקר וולקנולוגי הוא בסופו של דבר רב-תחומי וקשור בגאופיזיקה, פטרולוגיה וגאוכימיה.
המדען העוסק בתחום זה נקרא וולקנולוג.
במסגרת מחקריהם מבקרים וולקנולוגים בהרי געש, בעיקר בפעילים בהם, כדי לצפות בהתפרצויות ולאסוף דגימות מחומרי הפליטה של ההר, הכוללים אפר געשי, סלעים געשיים ודגימות לבה.
אחד ממוקדי המחקר בוולקנולוגיה הוא ניסיון לשפר את חיזוי התפרצויות הרי הגעש – נושא העשוי לשפר את ההיערכות לקראתן ולמנוע פגיעה בחיי אדם, בדומה לחיזוי רעידות אדמה.
על כן, וולקנולוגים חוקרים את אופן היווצרותם של הרי הגעש ואת מצבם הנוכחי, ומעבדים מידע בהתחשב בעברם.
התיעוד המוקדם ביותר הידוע לתופעות געשיות הוא ציור-קיר שנוצר לפני כ-9,000 שנה ונמצא בחפירות ארכאולוגיות באתר הנאוליתי צ'טלהויוק בטורקיה.
הציור מראה מפה של האזור, כנראה המפה הקדומה ביותר, ובה מתנשא הר הגעש חסן (Hasan Dağı) כפול-הפסגה המתפרץ מעל בתי העיר.
נראה כי ההתפתחות הרעיונית בדבר תהליכי ההמסה המתרחשים בתוך כדור הארץ תהיה שם נרדף להיסטוריה של המחקר הוולקנולוגי הקלאסי, אולם אין זה כך.
עד שנות ה-70 של המאה ה-20 היוותה הוולקנולוגיה כלי מדעי שולי בשל היותו תיאורי בלבד, ואשר הוקדש בעיקר לגאומורפולוגיה של הרי געש ומבנים געשיים, לחלוקה גאוגרפית של כדור הארץ לחבלים געשיים ולתיעוד כרונולוגי של התפרצויות געשיות.
יתרה מזאת, ההתפתחות במחקר לא הייתה תמיד ליניארית: בתקופות מסוימות חלה התקדמות במקום אחד ונסיגה באחר, למשל בימי הביניים חלו פריצות דרך משמעותיות בעולם המוסלמי ונסיגה רעיונית בעולם הנוצרי.
עד לסוף המאה ה-20 ידעו וולקנולוגים מעט מאוד על התהליכים הפיזיקליים והכימיים העומדים ביסוד היווצרות המאגמה, הובלתה ותהליכים המתרחשים בדרכה של המאגמה מעומק כדור הארץ דרך קרומו ועד לפני השטח.
תהליכי ההמסה היוצרים את המאגמה התגלו על ידי פיזיקאים באמצע המאה ה-19, אולם בשל ההפרדה החדה שנהגה בין תחומי המדע השונים באותה תקופה, ידע זה נותר מעבר להישג ידם של וולקנולוגים שהמשיכו בעבודתם התיאורית בלבד, מבלי שרכשו את הבנת התהליכים היסודיים הללו.
ראייה רחבה זו לא התאפשרה עד התפתחותם של תחומי מחקר שאפשרו להבין תהליכים אלה, והפכו את המחקר הוולקנולוגי לרב-תחומי.
לידע שיש לנו על קודמינו קשר הדוק לאירועים געשיים, בעיקר בגלל השימור המצוין של מאובנים במשקעים געשיים.
כמה מן השרידים הקדומים ביותר של מינים אנושיים קדומים באים מחבלים גאולוגיים באפריקה ובאינדונזיה, והקשר שלהם לפעילות געשית אינו מקרי.
ההסבר ההגיוני ביותר לשפע היחסי של המאובנים ולשימורם הטוב בסביבות אלה הוא שהשרידים כוסו במהירות במשקעים הגעשיים.
דוגמה לכך ניתן לראות בפומפיי, שם שומרו שרידיהם של תושבי העיר באפר געשי שנפלט בהתפרצות וזוב בשנת 79. בשנת 1976 גילתה הפלאואנתרופולוגית הבריטית מרי ליקי (Mary leakey) עקבות בנות 3.7 מיליון שנה של אוסטרלופיתקוס על גבי משקעי אפר געשי.
עקבות אלה, שנמצאו בלייטולי (Laetoli) בטנזניה, ממחישות היטב את יכולת השימור של משקעים געשיים, המשמרים היטב גם מינרלים המסייעים בתיארוך הממצאים.
באופן דומה תוארכו שרידים של הומו הביליס בערוץ אולדובאי ל-1.75 מיליון שנה ושרידי אוסטרלופיתקוס אפרנסיס ליד העיירה הדר (Hadar) באתיופיה, בשטח משולש עפר, ל-3.5 מיליון שנה.
גם השימוש האנושי בסלעים געשיים מתחיל בעבר הרחוק – לחופו של אגם טורקאנה נמצאו סימנים שהותירו כלי אובסידיאן ותוארכו ל-2.5 מיליון שנה.
תוצרים געשיים נוספים שימשו אנשים בתקופות קדומות: לפני כ-3,000 שנה שימש אפר געשי בתערובות שונות שהכילו אבקת פומיס וסיד ליצירת מלט.
תוצר געשי נוסף הוא גופרית, ששימשה בימי קדם להלבנת צמר ופרווה.
הומרוס הכיר ביכולת החיטוי של הגופרית ושיבח את כושר הדברת המזיקים שלה, והמצרים הקדמונים כתבו מרשמים רפואיים לגופרית עוד במאה ה-16 לפנה"ס.
לאורך ההיסטוריה העניקו התפרצויות געשיות השראה דתית והובילו ליצירתם של מיתוסים.
ג'יימס האטון – הנחשב על ידי רבים כאבי הגאולוגיה – היה הראשון לנסות ולנפץ מיתוסים הנוגע להתפרצויות אלה.
כך כתב ב-1785 ב"תאוריה של הארץ", שפורסמה במלואה ב-1788:
האטון התכוון בדבריו לאנשים פרימיטיביים שהאמינו זה מכבר כי הרי געש מאוכלסים על ידי אלים או שדים בעלי מזג סוער, מסוכנים ולא צפויים.
במשך אלפי שנים הקריבו אנשים קורבנות כדי לרצות אלים קפריזיים.
בני עמים רבים הציעו לאלים קורבנות אדם:
בניקרגואה האמינו במשך שנים רבות כי הר הגעש המסוכן קוסגינה (Cosequina) יישאר שקט רק אם ישליכו לתוך לועו ילד בכל 25 שנים.
מאותה סיבה הושלכו נשים צעירות ללועו של הר הגעש מסאיה (Masaya) כדי לפייס את האש.
עד לאחרונה הקריבו תושבי ג'אווה קורבנות אדם להר הגעש ברומו (Bromo), ועדיין משליכים תרנגולים חיים לתוך לועו אחת לשנה.
אנשים הגרים סמוך להרי הגעש ניאמורגירה (Nyamuragira) וניאראגונגו (Nyaragongo) במרכז אפריקה מקריבים בכל שנה 10 מן הלוחמים הטובים ביותר שלהם לניודדגורה (Nyudadagora) – האל האכזר של הרי הגעש.
לאלה שהטילו ספק במנהגים אלה, והצביעו על כך שהקרבת הקורבנות הכזיבה בעבר ולא מנעה התפרצויות, ענו המאמינים כי המצב יכול היה להיות גרוע יותר לולא ההקרבה.
האצטקים קראו להרי הגעש שהקיפו את עמק מקסיקו (valley of Mexico) על שם האלים בהם האמינו.
לפופוקטפטל ("הר מעשן", Popocatepetl) ואיצקיהואטל ("אישה ישנה", Iztaccihuatl) – השוכנים ממזרח לעמק – נהגו לסגוד כאלים, וקשרו אותם בסיפור אהבה: כאשר היה פופוקטפטל בדרכו הביתה בתום ממלחמה כדי לתבוע את אהובתו, אויביו שלחו לפניו מסר כי הוא נהרג.
מידע זה גרם למותה של הנסיכה איצקיהואטל למות מרוב צער, וכאשר שב פופוקטפטל ונודע לו על מות אהובתו, הוא בנה שני הרים גדולים: על אחד הניח את גופת אהובתו ועל השני הוא עומד עד עצם היום הזה, נושא את לפיד קבורתה.
התפרצויות געשיות כיכבו גם במיתולוגיה היוונית, שקשרה תופעות געשיות והרי געש לאלים כגון האדס – אל העושר והשאול, פרספונה – אשתו של האדס, והפייסטוס – אל הנפחות והאש ומקבילו של וולקן הרומי.
עוד בשלבי התפתחותה הראשונים של התרבות היוונית נטווה הקשר המיתי בין התפרצויות געשיות ומלחמותיהם של האלים האולימפיים והטיטאנים.
היוונים הקדומים ראו בטיטאנים ענקים דמויי-אדם שנולדו מגאיה (אלת האדמה, מייצגת את ארץ) על-מנת לתקוף את האלים, והם האמינו כי הטיטאנים חיים מתחת לחבלים געשיים וכי הופעתם על האדמה או באוויר מבשרים התפרצויות.
על שמם של הטיטאנים נקרא כוכב הלכת טיטאן – ירחו של שבתאי, ושמם של שני טיטאנים ידועים נחרט במדעי כדור הארץ: אוקיינוס וטתיס.
טיטאן אחר – טיפון – היה מפלצת שחיה בהר הגעש אטנה ויורקה אש וסלעים על תושבי סיציליה.
האדס היווני ומקבילו הרומי פלוטו היו אלי השאול – עולמם של המתים, מקום בו שולטת אש נצחית, מקבילו של הגיהנום ביהדות ובנצרות – שפתחו מצוי בהר אטנה.
בעת העתיקה נערכו הניסיונות הראשונים לחיפוש הסברים מדעיים לתופעות טבעיות, ובהן הרי געש והתפרצויות געשיות.
אריסטו ראה באש התת-קרקעית תוצאה של חיכוך הרוח באדמה כאשר היא נאלצת לצאת מבעד למעברים צרים.
החיכוך שנוצר במעברים אלה בין האוויר הדחוס לבין סלעי הסביבה יצר חום רב וגרם להמסת הסלעים וליצירת המאגמה.
לעומתו גרס אפלטון כי כמויות בלתי נדלות של מים חמים וקרים זורמים בנהרות תת-קרקעיים, וכי בעומק כדור הארץ מתפתל לו נהר אדיר של אש – הפיריפלגטון (Pyriphlegethon) – המזין את הרי הגעש בעולם.
הפילוסוף אמפדוקלס ראה את העולם כמחולק לארבעה כוחות יסודיים: אדמה, אוויר, אש ומים, ולפי אמפדוקלס, הרי הגעש הם ביטוי ליסוד האש.
אנכסגורס התנגד לארבעת היסודות של אמפדוקלס בטענה כי אין זה הגיוני שחומרים כמו זהב או בשר יוכלו להיווצר רק מארבעה יסודות אלה, וגרס שהטבע מורכב מאינסוף יסודות ראשוניים ובלתי משתנים, שכמויותיהם משתנות בעוברם בתוך עצמים כגון זהב או בשר וכך הם יוצרים את כל היש.
עם זאת תמך אנכסגורס ברעיון חיכוך הרוח של אריסטו, רעיון שהמשיך להתקיים עד המאה ה-16. הפילוסוף הרומי לוקרטיוס טען כי אטנה היה חלול לחלוטין וכי האש התת-קרקעית הבוקעת ממנו מוזנת מרוחות עזות המנשבות על פני הים.
אובידיוס האמין כי הלהבות מוזנות ב"מאכלים שמנים" והתפרצויות הרי געש דועכות כאשר המזון אוזל.
רעיון זה משמש את סנקה גם כדי להסביר מעיינות חמים.
רעיונותיו אלה של סנקה היוו בסיס לפרשנות של הסיבות הגורמות להתפרצויות געשיות, והאריכו ימים עד ימי הביניים ואף עד המאה ה-18.
רעיון רומי אחר הנוגע לגעשיות נמצא דווקא בתחום השירה.
הפואמה אטנה (Aetna) – פרי קולמוסו של לוקיליוס הצעיר, מושל סיציליה בתקופתו של נירון – מתייחסת כל-כולה למקורות של התפרצויות געשיות, ובה טוען לוקיליוס כי החום עצום ועז יותר כאשר הוא כלוא בתוך הארץ, וכי הרוחות הנושבות במעברים התת-קרקעיים מעלים אותו אל הרי הגעש.
לדעתו, להבות אטנה תודלקו באמצעות חומרים דליקים כגופרית נוזלית, ביטומן שמנוני או אלום – רעיון דומה למדי לזה שהעלה ויטרוביוס כמה עשרות שנים קודם לכן.
תצפיות שערך פליניוס הזקן העלו כי רעידות אדמה קדמו בדרך כלל להתפרצות הר געש.
הוא עצמו נהרג במהלך התפרצות וזוב בשנת 79, שתועדה היטב על ידי אחיינו פליניוס הצעיר.
תיעוד מפורט זה מגיע בעיקר משני מכתבים שנשלחו להיסטוריון טקיטוס, והביא לכך שוולקנולוגים מודרניים אימצו את התיאורים המופיעים בהם כמאפיינים סוג זה של התפרצות כפליניאנית, על שמו של פלינוס הצעיר, שיש הרואים בו את הוולקנולוג הראשון.
התבססות הנצרות בימי הביניים השפיעה רבות על המחקר המדעי, וגם בלימוד הארץ (Study of the Earth) לא חלה התקדמות ממשית בשל הגישה שהכתיבה הכנסייה כלפי המדעים השונים, במיוחד אלה העומדים בסתירה לכתבי הקודש.
בתקופה זו שימשו הרי געש תזכורת לאש הגיהנום המצפה לחוטאים.
גישה זו נמשכה הרבה לאחר ימי הביניים: מרבית הפילוסופים של הטבע במאה ה-18 עדיין התייחסו אל האל כמי שברא את העולם על מנת שישמש בית לבני אדם, והאמינו כי עולם זה עבר כמה שלבי התפתחות מאז וכי האל הבורא ישנה ואף יהרוס עולם זה.
גישה זו בוטאה בכתביו של ג'ון וסלי (John Wesley, 1703–1791) ממייסדי המתודיזם, שסבר כי לפני שחדר החטא אל העולם, לא התקיימו רעידות אדמה או הרי געש.
לדעתו, "עוויתות" אלה של הארץ היו בפשטות "תוצא הקללה שהוטלה על הארץ בעקבות עבירה".
למרות זאת פותחו תאוריות אחדות: גאורגיוס אגריקולה טען, בניגוד לדקארט אשר בא אחריו, כי לקרני השמש אין כל קשר לתופעת הרי הגעש.
אגריקולה האמין כי תרסיס הנמצא בלחץ רב גורם להתפרצויות של "שמן הרים" ובזלת.
יוהאנס קפלר ראה בהרי הגעש נתיב לדמעות ולהפרשות של כדור הארץ, המפריש ביטומן, זפת וגופרית.
דקארט, אשר הכריז כי אלוהים ברא את הארץ ברגע אחד, הכריז גם כי עשה זאת בשלוש שכבות, המעמקים הלוהטים, שכבת המים והאוויר.
הרי הגעש, להשקפת דקארט, נוצרו כאשר קרני השמש פילחו את הארץ.
במקביל חלה במדינות האסלאם צמיחה משמעותית במחקר המדעי, שהגיעה לשיאה בין המאות ה-9 וה-13 והפכה את השפה הערבית לשפת המדע באותה עת.
התפתחות זו נשענה על הקוראן, שעודד את המלומדים ל-تفكير (תפכּיר, בערבית: מחשבה, הסקת מסקנות, הרהור, שכל) או לימוד הטבע.
בניגוד למרבית המלומדים האירופים שראו בטבע המחשה של כוונת המוסר האלוהי, ביקשו המשכילים המוסלמים ידע שיעניק להם הבנה ושליטה בו.
אחד מן הבולטים בהם היה אבן סינא – פילוסוף, רופא ומדען – שכתב 450 ספרים במגוון נושאים.
ספרו החשוב ביותר – الشفاء (אל-שיפא, בערבית: "ספר הריפוי") – הוא למעשה אנציקלופדיה נרחבת לפילוסופיה ולמדע בה מונחים היסודות לתחומים רבים של מדעים, כמו גם מדעי כדור הארץ: מטאורולוגיה, גאולוגיה ופלאונטולוגיה.
מלומדים אלה היו בין היתר האלכימאים הראשונים, ואחד מן היסודות הבולטים במחקריהם היה גופרית שכרו בהרי געש.
הגילוי כי גופרית משחררת חום בתגובה כימית העלה את הרעיון כי פעילות געשית במעמקי הארץ מתודלקת באמצעותה.
האלכימיה פינתה בהדרגה את מקומה לכימיה, והכימאים הראשונים נאלצו להתמודד בעיות בתאוריית הבעירה הפנימית.
אדוארד ג'ורדן דחה את הרעיון שכדור הארץ הוא כבשן חלול הלוהט באש המוזנת על ידי פחם, ביטומן או גופרית, וטען כי קיימת בה בעיה יסודית מאחר כי לבעירה כזו דרושות כמויות עצומות של אוויר, ושפע כזה של אוויר לא יכול להתקיים במעמקי הארץ.
כחלופה הציע כי חבלים געשיים הם רדודים ומונחים מעל מצע של חומרים תוססים, וכי תגובות כימיות הן המקור לחום – שני תהליכים המתאפשרים בנוכחות מים המצויים בשפע בתוך קרום כדור הארץ.
אולם, בעירה אינה יכולה להתרחש בנוכחות מים.
סתירה זו אמורה הייתה לסתום את הגולל על תאוריית הבעירה הפנימית, אולם זו המשיכה להתקיים עד שלהי המאה ה-18.
כימאי חלוץ אחר היה רוברט הוק, שפיתח תאוריה לגבי הקשר בין ברקים לבין התפוצצות אבק שרפה באמצעות בעירה של גופרית ומלחת – המשך לעבודתו של ליברטי פרומונדי (Liberti Fromondi) בה הושווה הכוח המתפוצץ של רעידות אדמה והרי געש לזה של אבק שרפה.
הוא טען כי פעילות גאולוגית הולכת ושוככת מאז עברו הסוער של כדור הארץ, וכי הדלק התת-קרקעי מתמעט ודועך.
כחיזוק לטענתו הוא מביא הרי געש כבויים שהיו פעילים בעבר.
התפיסה של כמות דלק ראשונית סופית התקבלה בהרחבה ונתמכה גם על ידי לורד קלווין ב-1889.
אייזק ניוטון עסק גם הוא בתהליכים געשיים וערך ניסויים כימיים על התפתחות חום בתגובות אקסותרמיות.
בספרו אופטיקה הוא מתאר ניסוי כזה: אבקת גופרית, כמות דומה של סיגי ברזל ומעט מים יצרו לאחר 5 או 6 שעות חום גבוה ולהבות, עד כדי כך שלא היה ניתן לגעת בברזל.
להאמפרי דייווי היה עניין רב בגאולוגיה, וב-1807 אף יסד את "האגודה הגאולוגית של לונדון".
באותה שנה הצליח לראשונה להפריד מתכות אלקליות באמצעות אלקטרוליזה ושנה מאוחר יותר הציע היפותזה חדשה על געשיות, ובה החום הנפלט מהתחמצנות מתכות אלקליות הוא מקורה.
אחד ממתנגדיה הנלהבים היה הכימאי הבווארי גוסטב בישוף (Gustav Bischof), שסבר כי הימצאות הרי געש במגוון של אזורים ביבשות מצביע על מקור עמוק מאוד לפעילות געשית ושולל מקורות שטחיים בתוך הקרום.
דייווי ציין כי אוויר עשוי לנוע בחופשיות מבעד ללועות געשיים ובכך להשתתף ביצירת תהליכי חימצון, ולעומתו ניסה הכימאי הצרפתי לואי ז'וזף גה-ליסאק להוכיח באמצעות ההיגיון לבדו כי היה זה בלתי אפשרי לאוויר אטמוספירי לחדור לתוך הרי געש בשל הצפיפות הגבוהה של נוזלים מגמטיים, צפיפות היוצרת לחץ כלפי חוץ.
התאוריה הכימית עמדה בעינה גם בשלהי המאה ה-19, ושרדה – על אף התנגדויות רבות – עד לאמצע המאה ה-20. אחד מחסידיה האחרונים היה הגאולוג האמריקאי ארתור לואיס דיי (Arthur Louis Day) שהציע בשנת 1925 כי תגובה כימית בין גזים משחקת תפקיד חשוב ביצירת חום געשי.
לדעתו, גזים שונים ממקורות שונים בתוך כדור הארץ נפגשים בקרום, ותגובתם זה לזה יוצרת התכה מקומית שכתוצאה ממנה נוצרת מאגמה.
רעיון זה נשא חן בעיני הרולד ג'פריז (Harold Jeffreys) – מדען אנגלי רב-תחומי שהיה, בין היתר, גאופיזיקאי מוביל בתחילת המאה ה-20 – אשר התייחס לגעשיות כאל "מקומית ומקרית", שאינה "תמידית וכלל-עולמית".
בהתייחסותו להתפרצויות מקומיות ומקריות תומך ג'פריז בתאוריה של דיי על יצירת חום והמסה בתוך כדור הארץ.
לקראת סוף המאה ה-17 אימצו פילוסופים אחדים את התפיסה שגעשיות נגרמת כתוצאה מחום ראשוני המצוי בכדור הארץ.
הראשון בהם היה המתמטיקאי הצרפתי רנה דקארט, שלעבודותיו השפעה ניכרת על חקר מקורו של כדור הארץ.
דקארט הציע כי מקור מערכת השמש בסדרה של "מערבולות" וכי הארץ הופיעה לראשונה ככוכב ה"שונה מן השמש רק בהיותו קטן יותר", אשר אוסף צפיפות ו"חומר אפל" באמצעות משיכה כבידתית ומאבד אנרגיה כשחומר נופל למקומו באמצעות עיבוי גזים.
הוא חילק את הארץ לשלושה חלקים: הליבה המורכבת מחומר מלובן, בדומה לזה של השמש; אזור אמצעי של חומר מוצק ואטום (שהיה בעבר נוזל ועתה התקרר); והחלק החיצוני ביותר של קרום קשה.
כל אותן שכבות אורגנו באופן קונצנטרי על פי צפיפותן.
בשיטה זו, טען דקארט, נותר מספיק חום ראשוני לכל הר געש.
רעיונותיו של דקארט הזינו את המתמטיקאי הגרמני גוטפריד וילהלם לייבניץ, שהציע כי הארץ חייבת הייתה להתקיים במקורה במצב מותך, וכך רכשה את צורתה הכדורית ואת מבנה השכבות הקונצנטרי, כשמתכות צפופות מרוכזות במרכזה.
מאחר שלארץ לא היה מקור חום עצמאי, כוכב הלכת התקרר באמצעות הולכה במהלך הזמן הגאולוגי, תוך יצירת קרום סלעי לא אחיד.
השערתו של דקארט כי הארץ מכילה מאגר ראשוני נרחב של חום פנימי עמדה ביסודה של התפתחות הגאופיזיקה והוולקנולוגיה.
סלעים שמוצאם געשי נחשבו בעיני פילוסופים מימי הביניים לכאלה שנוצרו בסביבה ימית, לכן היה הפילוסוף השווייצרי קונראד גסנר (Konrad Gesner) בן המאה ה-16 משוכנע כי משושי הבזלת הסימטריים להפליא שנמצאו בזרמי לבה רבים הושקעו כגבישי ענק באוקיינוס קדמוני.
שתי מאות מאוחר יותר עדיין טען הבישוף והאנתרופולוג האנגלי ריצ'רד פוקוק (Richard Pococke) כי משושי הבזלת של סוללת הענק הושקעו במים.
הוויכוח בין הטוענים למוצא ימי של הבזלת לבין הטוענים למוצא געשי עתיד היה להפוך למחלוקת העזה ביותר בהיסטוריה של מדעי כדור הארץ.
לרעיון ההשקעה באוקיינוס גדול היו מקורות תאולוגיים מושרשים בסיפור המבול.
דמות מפתח באסכולת המוצא הימי היה אברהם גוטלוב ורנר, ובין תלמידיו היו הגאולוגים והמדענים הידועים ביותר באותה עת, בהם אלכסנדר פון הומבולדט, לאופולד פון בוך, ז'ורז' קיווייה, יוהאן וולפגנג פון גתה, ז'אן פרנסואה ד'אובוסון ורוברט ג'יימיסון.
ורנר ייחס חשיבות מועטה בלבד להרי געש, והתייחס אליהם כאל תופעה מקרית ומאוחרת להשקעה הימית.
בדומה להוגים של ימי הביניים טען ורנר כי הם חייבים את קיומם לאש הניצתת באמצעות משקעי פחם או חומרים דליקים אחרים, וכדי לתמוך בטיעון זה הציע כי חומרים אלה היו נפוצים בקרבת הרי געש.
ורנר גם הציע תאוריה לפיה בתחילת דרכו היה כדור הארץ מכוסה מים, וכך נוצרו שכבות הסלעים שאנחנו מכירים היום.
בתקופה זו כבר הצמיחו מדענים גבישים בתמיסות מימיות.
מאחר שוורנר וחסידיו הכירו בכך שהבזלת היא סלע גבישי, היה זה אך טבעי שהסיקו מכך כי מקורה אכן בתמיסות מימיות.
רק במחצית השנייה של המאה ה-18 החל להתפשט לאטו הרעיון שהתגבשות יכולה להתרחש גם כתוצאה מאיבוד חום לאחר המסה של סיליקטים.
ב-1761 התלונן פייר קלמנט גריניו (Pierre Clement Grignon) כי הכימאים נהגו בהדגשה יתרה ככל שהדבר נגע למערכות מימיות.
לאחר שהצליח למצות גבישים מסיגי זכוכית והצביע על הדמיון בין תוצרי כבשן הזכוכית לאלה של הרי געש, אימצו גאולוגים רבים את הרעיון שמאגמה הייתה תמיסה שבהתקררותה נוצרו הגבישים.
ה"פלוטוניסטים" חסידי האטון האמינו כי הסלעים נוצרים בתהליכים געשיים מהתמצקות של לבה הפורצת מהרי געש, וראו בהיווצרות בזלת וגרניט הוכחה להמסת סלעים בטמפרטורות גבוהות בתוך כדור הארץ.
בתחילת המאה ה-19 נחלש הנפטוניזם, במיוחד לאחר שהוכח כי מינרלים סיליקטיים הבונים סלעים כגון בזלת וגרניט אינם מסיסים במים בטמפרטורות נמוכות.
מרבית הרעיונות הראשוניים הנוגעים לחום בכדור הארץ בוססו על "גאולוגיית כורסה", כלומר אלה נֶהגּוּ תוך התבססות על מעט מאוד מחקרי שדה, או אף בלעדיהם.
במאה ה-18 גדלה הנטייה לחפש את התשובות בתצורות הסלעים החשופים על פני השטח, בקידוחים ובתוך מכרות.
קפיצת מדרגה במחקר הוולקנולוגי התרחשה באמצע המאה ה-18, כאשר גאולוגים יכלו לזהות את מקורם הגעשי של סלעים עתיקים הרחק מאזורי פעילות געשית.
ב-1751 יצאו המינרלוג ז'אן-אטיין גוטאר והגאולוג ניקולה דמארה (Nicolas Desmarest) לאוברן, שם הבחינו באבן מיל מסלע שחור ונקבובי, שדמארה סבר כי הוא תוצר לבה.
בסמוך הבחינו בשכבות עמוקות של אותו סלע שהיו מכוסות בשכבת סקוריה וסימנים מובהקים נוספים לפעילות געשית, והסיק כי מקור הסלעים בזרם לבה נרחב.
בפוי דה דום זיהו השניים את הסלע הבזלתי כנובע מן הלוע של החרוט הגעשי מעליו – אחד מ-80 לועות געשיים באותו שדה געשי.
דמארה המשיך לעקוב אחר סלעים במטרה למצוא את מקורם הגעשי, ועל אף תרומתו הייחודית להתפתחות המדע – נתגלעה מחלוקת בין הנפטוניסטים לוולקניסטים, שראו בפעילות געשית ולא ימית את המקור לסלעים, מחלוקת שנמשכה אל תוך המאה ה-19.
חלוץ נוסף במחקרי שדה היה הדיפלומט הסקוטי ויליאם המילטון (1730–1803), שכיהן כשגריר בריטניה בממלכת נאפולי במשך 36 שנים.
ג'יימס האטון הפלוטוניסט הדגים את חדירת המאגמה לתוך שכבות סלע, והציע כי מקורו של הסלע המותך בעומקה הלוהט של הארץ.
האטון ערך מחקרי שדה רבים בסקוטלנד, באנגליה ובצרפת, וערך בחינה גאולוגית של הסטרטיגרפיה במקומות אלה.
האטון – שהיה אדם דתי – טען כי תהליכים שהתקיימו בכדור הארץ נֶהגּוּ בתוכנית אלוהית, ולכן התקיימו הרי געש גם כשסתומי ביטחון לשחרור עודפי חום מתוך כדור הארץ וגם ככוח עולמי, מאחר שהתפשטותם והתרוממותם היו נחוצים להרים את פני השטח על מנת ליצור קרקעות שיאפשרו לצמחייה ולבעלי חיים לשגשג.
מסיבות אלה ראה את הגעשיות כאמצעי למימושו של סדר טבעי רם מעלה.
האטון וחסידיו הבחינו כי שכבות הקרום – שדמו לבזלת בתכונותיהן השונות – היו כרוכות בשכבות של סלעי משקע.
הם הכירו בכך שסלעים אלה – אותם כינו "אבן מכרות" – לא היו געשיים אלא פלוטוניים במקורם, שנכפתה עליהם חדירה אל בין שכבות סלעי המשקע.
יתרה מכך, הם הסיקו כי סלעים אלה נקרשו ממאגמה.
מתנגדי האטון החזיקו בדעה כי המסה של סלעים גסי גביש כגרניט וגברו תפיק בעת ההתגבשות סלעים אמורפיים וזכוכיתיים – כפי שנראה בכבשני ייצור הזכוכית, ולכן תהליכים אלה יכולים ליצור בזלת וסלעים געשיים אחרים.
התנגדות זו לדעותיו של האטון נבלמה בעקבות ניסוי שערך הגאולוג והגאופיזיקאי הסקוטי ג'יימס הול (James Hall, 1761–1832), ובו התיך לבה ובזלת שהפכו לזכוכית באמצעות צינון הנתך.
בשלב הבא התיך הול את הזכוכית והניח לה להתקרר באיטיות, וזו התגבשה לסלעים גבישיים או גבישיים למחצה שדמו לבזלת במרקמם ובמראם.
הדגמת יצירת הגבישים בסלעי בזלת בעת התקררות היוותה אבן דרך חשובה בביסוס התאוריה הגעשית כהסבר למוצא הבזלת, אך כדי לבססה לחלוטין נדרש היה לבדוק אם תהליכים אלה משנים את הרכבה הכימי.
בשנת 1805 מסר הול דגימות סלע לכימאי רוברט קנדי (כימאי) (Robert Kennedy) לצורך ניתוח כימי, שהעלה כי הרכבן זהה לזה של סלעי המקור שהותכו – מה שהיווה מכת מחץ לתאוריה הנפטוניסטית.
עם זאת, לא היה זה הניסוי הראשון בהמסה וגיבוש מחדש של בזלת.
ניסויים דומים נערכו עוד בשנת 1670 על ידי המלומד האיטלקי פרנצ'סקו ד'ארזו (Francesco d'Arezzo), שהשתמש בתוצרי לבה של האטנה והגיע למסקנות דומות.
מרבית הגאולוגים במחצית הראשונה של המאה ה-19 שחקרו פעילות געשית המשיכו לראות בכדור הארץ כוכב לכת בעל קרום מוצק ופנים מותך והושפעו מרעיון החום הראשוני של דקארט, רעיון שנשען על מדידת טמפרטורות במכרות ובקידוחים והוביל לתאוריה כי כדור הארץ החל את דרכו ככדור מותך שהתקרר במהלך הזמן.
אולם, אם פנים כדור הארץ היה מותך, חום זה אמור היה לדעוך בעקבות משיכה כבידתית של השמש והירח, ואמורה הייתה להיפסק תנועת האוקיינוסים על פני השטח, כלומר: ללא גאות ושפל.
לכן, תנועה זו של גאות ושפל אמורה להיות מבחן לתאוריית הכוכב המתקרר.
בשנת 1833 היה הפיזיקאי הצרפתי אנדרה מרי אמפר הראשון לטעון כי קיום גאות ושפל סותרים את הנחת הפנים הנוזלי.
בשנים 1839–1842 ערך המתמטיקאי והגאולוג האנגלי ויליאם הופקינס (William Hopkins, 1793–1866) ניתוח של השפעת הירח והשמש על ציר הסיבוב של כדור הארץ.
הוא הסיק כי עוביו של הקרום החיצוני המוצק צריך להיות 1,500 ק"מ, וכי "אנו מובלים בהכרח להגיע, על כן, למסקנה שחומר געשי נוזלי קיים בפועל במאגרים תת-קרקעיים מוגבלים, היוצרים אגמים תת-קרקעיים ולא אוקיינוסים תת-קרקעיים".
ממשיך דרכו של הופקינס היה תלמידו לורד קלווין, אשר על בסיס המשיכה הכבידתית של השמש והירח הראה כי כדור הארץ ביסודו מוצק, וכי רעיונותיו של הגאולוג האמריקני ג'יימס דווייט דיינה (James Dwight Dana, 1813–1895) בדבר "ים אש תת-קרומי" אינם מציאותיים.
הגאולוגים בני אותה עת היו שרויים במבוכה: לא נמצאה ראיה לגוף נרחב של מאגמה בתוך כדור הארץ, ועם זאת נדרשה אספקת סלע מותך בנפחים גדולים להרי געש עצומים במהלך ההיסטוריה של כדור הארץ.
התהייה, אם כן, הייתה כיצד מופקת מאגמה בתוך כוכב לכת מוצק.
מונחים אלה נטבעו על ידי הגאולוג אדוארד סואס.
אלה שחיפשו אזור מותך כמקור למאגמה ניצבו כעת בפני תמונה גאופיזית של פנים מוצק ברובו.
מקור מאגמה בתוך הגלעין נראה בלתי אפשרי בעומק של יותר מ-2,900 ק"מ מתחת לפני השטח.
הגילוי כי חלקי כדור הארץ שמתחת לקרום מוצקים בעיקרם ביטל את רעיון "ים האש התת-קרומי" של דנה.
החוקרים – שעתה נאלצו להתמודד עם המשימה להוכיח כיצד מאגמה חמה עשויה לנבוע מתוך כדור הארץ המוצק – מצאו במדע התרמודינמיקה פתרון חלקי.
באותה עת שררה הבנה כי לחץ משפיע על טמפרטורה ועל מצב הצבירה של החומר.
מתוך כך, נבעה השפעה אפשרית של לחץ על המסת סלעים בתוך כדור הארץ.
הכרה ראשונית באפקט יסודי זה בוטאה על ידי חוקר הטבע הסקוטי ג'ון פלייפייר (John Playfair, 1748–1819), שהציע כי כפי שנקודת הרתיחה של מים מושפעת מלחץ, כך עשויה להיות מושפעת גם התכת הסלעים הנלחצים מתחת לשכבות סלע עבות.
בשנת 1825 הצביע הגאולוג והמינרלוג האנגלי ג'ורג' סקרופ (George Julius Poulett Scrope, 1797–1876) על חשיבות השפעת הלחץ על מערכות געשיות.
במהלך עבודתו – שהתמקדה בהרי געש – למד את השפעת הלחץ על מסיסות מים בתוך מאגמה והסיק כי הפחתת הלחץ על מאגמה עשירה במים עשויה להסביר התפרצויות מתפוצצות הנובעות משחרור של מים מומסים מתוך המאגמה.
סקרופ טען כי שינוי הלחץ עשוי גם לגרום להמסה או להתגבשות של מאגמה ללא שינוי בטמפרטורה.
בשנת 1835 הציע המדען הצרפתי סימאון דני פואסון (Siméon Denis Poisson, 1781–1840) כי לחצים גבוהים במיוחד במעמקי כדור הארץ עשויים להוביל להתמצקות החומרים הבונים סלעים בטמפרטורות גבוהות מאוד, יותר מאשר בתנאי לחץ נמוך קרוב לפני השטח.
בעוד פלייפייר וסקרופ נאבקים בגישה כמותית לשאלת השפעת הלחץ על ההתכה, פותחה גישה כזו בגרמניה ובצרפת שציינה את הולדת התרמודינמיקה.
מעבודתם של סאדי קרנו, רודולף קלאוזיוס ואמיל קלפרון (Benoît Paul Émile Clapeyron , 1799–1864) נבעה נוסחת קלאוזיוס קלפרון, המכמתת את הקשר בין נפח החומר והטמפרטורה והלחץ בהם הוא שרוי:
במהלך ניסויי המסה וגיבוש שנערכו במאה ה-19 נראה כי נפחם של סלעי יסוד נמוך מכמות המאגמה היוצרת אותם.
גאולוגים רבים שחקרו עמודי בזלת פירשו את מבנה המשושים כראיה להתכווצות המאגמה בעת התקררות והתמצקות הסלע.
בתהליך זה התכווץ נפח החומר ויצר חתך רוחב של משושים צמודים.
בנוסחת קלאוזיוס קלפרון בא הדבר לידי ביטוי בערכי dP/dT חיוביים, ולכן הנוסחה מנבאת כי לעקומת הלחץ-טמפרטורה בעת ההמסה (dT/dP) של סלע המקור יהיה שיפוע חיובי בתוך כדור הארץ, כלומר: טמפרטורת ההתכה גדלה בעקבות הלחץ.
פירוש זה לעמודי בזלת התאים לתוצאות ניסוי שערך הכימאי הגרמני גוסטב בישוף (Gustav Bischof, 1792–1870) בשנת 1837, שהיה בין הראשונים לערוך מדידות על שינויי נפח בנפח של סלעים געשיים במהלך התכתם, ניסויים שהוכיחו את התכווצות הנפח בעת התקרשות המאגמה.
בישוף הסיק כי נתך גרניט יתכווץ בעת התקרשותו בכ-25%, טרכיט בכ-18% ובזלת בכ-11%.
רוברט בונזן היה בין הראשונים לחקור את היחס בין לחץ ונקודת ההתכה של חומרים.
תנאי המעבדה בשנת 1850 איפשרו להשיג לחצים מתונים בלבד, ולכן ערך בונזן את ניסוייו בחומרים בעלי נקודת התכה נמוכה ושיער תוצאות אפשריות הנובעות מלחצים וטמפרטורות גבוהים יותר, כאלה השוררים במעמקי כדור הארץ.
מעבודתו נבע כי עליית לחץ של 100 אטמוספירות העלה את נקודת ההתכה של חומרים אלה בכמה מעלות צלזיוס.
שנה לאחר מכן ערכו ויליאם הופקינס, ג'יימס ג'ול, לורד קלווין והמהנדס הסקוטי ויליאם פיירבירן (William Fairbairn, 1789–1874) ניסויים על השפעת הלחץ על התמצקות בתוך כדור הארץ באמצעות מנוף לחץ גדול שיצר לחץ של עד 5,400 אטמוספירות – לחץ מקביל לזה המצוי בעומק של 15 ק"מ בעומק כדור הארץ.
הניסויים הראשונים נערכו על חומרים בעלי נקודת התכה נמוכה כדונג וחלב של ראשתן גדול-ראש, ותוצאותיהם איששו את השערותיו של בונזן.
כל הניסויים של אותה עת ביססו את ההשערה כי בסלעים בעומק כדור הארץ עשויה להתרחש התכה עם הפחתת לחץ, גם ללא עלייה בטמפרטורה, ובכך מצאו פתרון לשאלת היווצרות מאגמה נוזלית בתוך כדור ארץ מוצק.
אולם, פתרון זה הציב בעיה: מה היה המנגנון שיצר הפחתת לחץ?
בשאלה זו עסק הגאולוג האמריקני קלרנס קינג (Clarence King, 1842–1901), שכיהן כמנהלו של המכון הגאולוגי האמריקני (USGS).
בשנת 1878 הניח קינג כי שחרור לחץ עשוי להתרחש כתוצאה מבליה ומהסרת השכבות העליונות של הקרום.
אם הנחתו נכונה, הרי ששיעור הבליה צריך להיות גבוה מזה של מוליכות החום מן הסלע החם הנחשף בעקבותיה.
אולם עדויות גאולוגיות סתרו את הנחתו משתי סיבות:
אזורים רבים בהם מתקיימת בליה בשיעור גבוה אינם מראים ראיות לפעילות געשית
שיעור הפחתת הלחץ בעקבות בליה איטי מכדי לשמר את חום הסלעים הנחשפים
קינג עודד את ניסוייו של הפיזיקאי קארל בארוס (Carl Barus, 1856–1935) על סלעים בלחץ גבוה, ואף השאיל לו ציוד מעבדתי.
בניסויים אלה קבע בארוס את שינוי הנפח ואת שיעור החום הכמוס של בזלת בעת התכתה.
הוא הסיק כי שיעור (dT/dP) בנוסחת קלאוזיוס קלפרון עומד על 0.025 לבזלת, כלומר: נקודת ההתכה עולה בשיעור של C° 2.5 לכל עלייה בלחץ בשיעור 100 אטמוספירות.
בארוס קבע בשנת 1893 את עקומת ההתכה של בזלת כפונקציה של לחץ, קביעה שאיפשרה לקינג להציע את המפל הגאותרמי – שינוי הטמפרטורה ככל שחודרים עמוק יותר לתוך כדור הארץ: עלייה של החל מ-C° 30 לכל קילומטר עומק בקרום ועד C° 0.1 בגלעין.
בארוס קיבל בשנת 1900 את פרס רמפורד (Rumford Prize) מן האקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים על עבודתו בתחום החום.
הגאולוג והפטרולוג האנגלי אלפרד הרקר (Alfred Harker, 1859–1939) עסק גם הוא בהיווצרות מאגמה.
הצהרות אלה של הרקר היוו ביטוי ברור לעקרון היסודי של ההתכה, שעדיין חסר את המנגנון מפחית הלחץ.
לא כל הגאולוגים היו מוכנים לאמץ זאת כפתרון למקור המאגמה, מאחר שלא היה ידוע תהליך גאולוגי שביכולתו להפחית לחצים.
הגאולוג הקנדי רג'ינלד דיילי (Reginald Aldworth Daly, 1871–1957) טען בשנת 1933 כי הפחתה מקומית של לחץ אינה מספקת ואין צורך לדון בה יותר.
באופן דומה התבטא בשנת 1949 הפטרולוג הסקוטי סמואל ג'יימס שאנד (Samuel James Shand, 1882–1957), וטען כי אפקט הלחץ על התכת סיליקטים היה "בקושי גדול מספיק כדי להוות השלכה פטרולוגית חשובה".
שאנד קיבל ב-1950 את מדליית לייל (על שמו של צ'ארלס לייל) מאת החברה הגאולוגית של לונדון ועל שמו נקרא המינרל שאנדיט (Shandite).
ההתקדמות בהבנת ההתכה והמבנה הפנימי של כדור הארץ בתחילת המאה ה-20 הייתה משמעותית, אולם יצרה סתירה: כל העדויות הצביעו על פנים מוצק או על קרום עבה במיוחד, ועדיין צריך היה להתחשב במאגמה שנפלטה מהרי געש.
גאולוגים וגאופיזיקאים גילו תהליך המאפשר התכה באמצעות הפחתת לחץ בלבד, אך טרם הצליחו למצוא מנגנון מתקבל על הדעת של הפחתת הלחץ הגורמת להתכה.
גילוי הרדיואקטיביות עורר התרגשות עזה בקרב מדענים, שמיהרו ליישם אותה בניסיונם להבין את כדור הארץ.
בשנת 1903, עת גילה פייר קירי כי חומרים רדיואקטיביים משחררים חום, הצביע הפיזיקאי האירי ג'ון ג'ולי (John Joly, 1857–1933) כי תפוצה נרחבת של רדיום ויסודות רדיואקטיביים אחרים עשויים להצביע על מקור החום בכדור הארץ.
הגאולוג הבריטי ארתור הולמס (Arthur Holmes, 1890–1965) החל בשנת 1910 לחקור את הקרינה הרדיואקטיבית הטבעית בסלעים, ובכך הרים תרומה חשובה להבנת הסעת החום והתכה באמצעות הולכת חום מסלעים מוצקים אל פני השטח.
תוצר של עבודתו זו התבטא בחישוב פרופיל החום של כדור הארץ המבוסס על יצירת חום רדיואקטיבית.
השלב הבא היה גילוי המנגנון המוליך את החום מפנים כדור הארץ אל פניה שטח.
הולמס סבר כי המנגנון היעיל ביותר יהיה מערבָּל (קונווקציה, Convection) – העברת חום באמצעות תנועה אנכית מאזור קר לאזור חם.
רעיון זה הוצע לראשונה בשנת 1881 על ידי הגאולוג והגאופיזיקאי האנגלי אוסמונד פישר (Osmond Fisher, 1817–1914), שתיאר מנגנון בו בכוכב לכת הנוזלי עולים זרמי הערבול אל מתחת לאוקיינוסים וליבשות.
הולמס חזר עליו בשנת 1928, והוסיף כי החום העודף נפלט מכדור הארץ באמצעות תנועה מחזורית של חומר בשכבות התחתונות המוצקות (או מעטפת כדור הארץ) ויוצרת זרמי ערבול חמים.
מערבל – ומאוחר יותר גם נדידת היבשות – נראו כמנגנון שבו פולט כדור הארץ את החום הרב הנוצר על ידי רדיואקטיביות.
הולמס הניח כי אותן שכבות מוצקות הן סלע פרידוטיט, שבו קיימת זרימה הדומה לנוזל בקצב מתקבל על הדעת – כ-5 ס"מ בשנה – ביחס למיקומו בעומק כדור הארץ.
לשיטתו של הולמס קיימת זרימת חום רבה משכבות הפרידוטיט כלפי מעלה, הפחתת לחץ והתכת סלעים ופליטת החום ב"תפיחוֹת" המרכז אוקייניות, וכן זרימה חוזרת מתחת לגאוסינקלינות – מונח מיושן לתנועה האנכית של קרום היוצרת שקעים אוקייניים באזורי הפחתה באמצעות תהליכים טקטוניים.
רעיונותיו של הולמס מ-1928 תואמים להפליא לתפיסה המודרנית של טקטוניקת הלוחות, אם כי בשלב זה עדיין לא הייתה מקובלת על מדענים בתחום מדעי כדור הארץ של אותה עת.
עם זאת, תפיסה זו החלה להתפתח עוד במהלך המאה ה-17, כאשר התברר כי הרי געש ורעידות אדמה התהוו ברצועות ליניאריות על פני כדור הארץ.
המפה הראשונה שהציגה את השתרעותם העולמית של הרי געש צוירה ב-1665 על ידי מדען רב-תחומי גרמני אתנסיוס קירכר (Athanasius Kircher, 1602–1680), שעסק בין היתר במחקר הרי געש ומאובנים.
ב-1665 פרסם קירכר את "Mundus Subterraneus" (העולם התת-קרקעי) – ספר רחב-יריעה בן 800 עמודים עשיר בתחריטים – שנבע ממחקרי שדה שערך החל בשנת 1637 בהרי הגעש של איטליה: אטנה, סטרומבולי ווזוב.
רעיונות בדבר הקשר בין פעילות געשית לבין מבנים יבשתיים הועלו גם על ידי אלכסנדר פון הומבולדט בשנת 1822, שהצביע על כך כי הסידור הליניארי של הרי געש על פני כדור הארץ היווה הוכחה לכך שהמנגנון המייצר געשיות מצוי בעומק רב.
רוברט מאלט (Robert Mallet, 1810–1881) – מהנדס וגאופיזיקאי אירי שערך מחקר מקיף על רעידות אדמה – יצר ב-1858 את המפה הסייסמית העולמית הראשונה ששילבה את השתרעותם של הרי געש ורעידות אדמה כאחד ל"לולאה או רצועה רחבה מסביב לאוקיינוס השקט" והצביעה על הקשר ביניהם על פי תפוצתם הגאוגרפית.
מאלט גם הצביע על כך שמרבית פני השטח – בעיקר האזורים הפנימיים בתוך היבשות – לכאורה חפים מרעידות אדמה ופעילות געשית.
מאלט ראה ב"רכסים געשיים ליניאריים תת-אוקייניים" "קווי שבר נרחבים של קרום כדור הארץ", ובכך היה כנראה הראשון להכיר את יסודותיה של טקטוניקת הלוחות.
הכרה זו עלתה בקנה אחד עם הבנת התנועתיות בכדור הארץ לקראת סוף המאה ה-19, הבנה שהתבססה על הסקת מסקנות גאופיזית ועל עדויות גאולוגיות.
אוסמונד פישר טען ב-1881 כי התקררות הארץ לא יכולה הייתה להתרחש רק באמצעות הולכת חום – כפי שטען לורד קלווין – אלא באמצעות זרמי ערבול בתוך שכבה פלסטית נמוכה.
בעיני פישר, זרמי ערבול אלה הובילו לתנועה צדדית של שכבות הקרום ולמבנים המאפיינים אותו, כולל סידור ליניארי של הרי געש, רעידות אדמה ורכסי הרים.
רעיון "הארץ הנעה" גובשו בשנת 1912 לתאוריית נדידת היבשות על ידי אלפרד וגנר, ואחד מן המצדדים בה היה ארתור הולמס, שהוסיף לה, כאמור, בשנת 1928 את זרימת החום.
במנגנון של הולמס קיימת זרימה או תפיחה של המעטפת, שסיפקה תהליך באמצעותו יכולה להתרחש הפחתת לחץ שהובילה להתכה ולגעשיות.
נדידת היבשות הייתה תוצאה בלתי נמנעת של המחזוריות שהציע, אולם היקף התהליך היה רחב יותר וכלל תנועה צדדית של הקרום.
ב-1931 גיבש הולמס תאוריה שלמה לנדידת היבשות, התפשטות קרקעית הים והפחתה, המבוססת על מנגנון זה, בה הבדיל בין הקרום הגרניטי היבשתי לבין הקרום הימי הבזלתי.
הוא הגיע למסקנה כי המעטפת מתחת לקרום האוקייני מורכבת מפרידוטיט, וטען כי על אף היותה מורכבת מגבישים ונוקשה למדי, עדיין היו לה תכונות של נוזל בקנה מידה רחב.
הולמס הציע כי לתאי מערבל (convection cells) מידות כשל המעטפת בעומק של כ-2,900 ק"מ, וכי יוצאות מהם שלוחות כלפי מעלה היוצרות את ה"תפיחות" – הרכסים המרכז אוקייניים.
לזרימה העולה מתווספים הפחתת לחץ והתכה של פרידוטיט, שתוצריה מאגמה בזלתית וגעשיות.
הזרמים החוזרים נובעים משקיעתו של קרום בעל צפיפות גבוהה.
התהליך שתיאר דומה להנחה המודרנית של הפחתה: התכנסות הלוחות מובילה לחדירה של לוח אחד מתחת ללוח אחר ואל תוך המעטפת.
הולמס העריך כי מהירות זרמי הערבול הוא כ-5 ס"מ בשנה, וכפי שהתגלה בשנות ה-60 של המאה ה-20 – תואם להפליא למהירות התפשטות קרקעית הים.
גילוי הלוחות הטקטוניים סיפק את המנגנון של הפחתת הלחץ במעטפת – התהליך החשוב ביותר המאפשר התכה ויצירת מאגמה ברכסים המרכז אוקייניים והאחראי לפעילות הגעשית על פני כדור הארץ.
אחת מן התרומות החשובות של המחקר הוולקנולוגי היא התפתחות הפטרולוגיה – חקר הסלעים.
בין מפתחיה הראשונים היה לאופולד פון בוך, כאשר בשנת 1799 חקר סלעים געשיים באזור רומא.
פון בוך הסיק כי גבישי לוסיט נוצרו בלבה בעודה נוזלית, וביטל כל היפותזה לפיה נוצרו בתמיסה מימית ורק מאוחר יותר השתלבו בתוך המאגמה.
מאחר שהגבישים בסלעים געשיים כגון בזלת נוצרים בפרק זמן קצר, לרוב קשה לראותם בעין או אף באמצעות זכוכית מגדלת.
מחקר הגבישים בסלעים אלה נאלץ להמתין לשנת 1815, עת נערכה בחינה ראשונה שלהם באמצעות מיקרוסקופ על ידי הגאולוג הצרפתי לואי קורדייה (Pierre Louis Cordier, 1777–1861).
קורדייה כתש סלעים געשיים לאבקה דקה, הפריד ביניהם באמצעות ציפה (Flotation process) ובחן אותם מבעד למיקרוסקופ ובאמצעים כימיים.
הוא הסיק כי בזלות עתיקות דומות מאוד לבזלות צעירות במרקמן, בהרכבן המינרלוגי ובתכונות נוספות, והיה בכך צעד חשוב לגישור על פני המחלוקת בין הנפטוניסטים לפלוטוניסטים בכל הנוגע למוצאן של הבזלות.
המלאכה העדינה של הכנת שקפים – פרוסות סלע דקיקות – שימשה בעיקר לבדיקת בעלי חיים או עצים מאובנים אך יושמה בהמשך גם על סלעים.
ב-1829 הומצא המיקרוסקופ המקטב על ידי הגאולוג הסקוטי ויליאם ניקול (William Nicol, 1770–1851), ואז ניתן היה להתבונן בשקפי הסלעים באמצעות מיקרוסקופ מקטב ולבחון את מרקמם ואת הרכבם הגבישי.
הגאולוג האנגלי הנרי סורבי (Henry Clifton Sorby, 1826–1908) היה הראשון להכין שקפים מסלעי יסוד פלוטוניים וגעשיים כאחד.
צעד חשוב נוסף בבחינת סלעים געשיים היה פיתוח הכימיה האנליטית, שבאמצעותה ניתן היה לראשונה לבחון את הרכבם הכימי של הסלעים.
בשנת 1792 פרסם המדען האיטלקי לאזארו ספלנצאני (Lazzaro Spallanzani; 1729–1799) את עבודתו הגדולה "Viaggi alle due Sicilie ed in alcune parti dell'Appennino" (שני סיורים לסיציליה ולכמה חלקים באפנינים), ובה תוצאות ניתוחם הכימי של סלעים געשיים שאסף ברחבי איטליה 4 שנים קודם לכן.
בשישה כרכים נרחבים הציע ספלנצאני תרומה נרחבת להתפתחות הגעשיות, ובה גם פירוש לתהליך ההיווצרות של פומיס.
שנתיים לאחר מכן דיווח על הרכב תחמוצות: סיליקה, אלומינה, סיד, מגנסיה ותחמוצת ברזל, במונחים של אחוזים מתוך המשקל הכולל של הסלעים.
כאשר החלו ראשוני הגאולוגים לצבור ידע על סלעים געשיים, הם גילו כי הרכבם הכימי – אף של אלה שנוצרו באותו הר געש – היה מגוון ביותר.
בניסיון להסביר שונוּת זו הציע ג'ורג' סקרופ בשנת 1825 כי כל סוגי סלעי היסוד נוצרו ממאגמת-אם אחת, שיצרה מגוון סלעים בהרכבים שונים.
קדם לו לאופולד פון בוך כאשר הבחין בשנת 1818 בריכוז דומה של גבישים בתחתית זרם של לבה אובסידיאנית באי טנריפה, אותו פירש כשקיעה של הגבישים בתוך הלבה בשלבי זרימה שונים.
דרווין התייחס לתצפיות אלה כ"משליכות אור על היפרדות סדרות של לבה טרכיטית ובזלתית", והבין כי כאשר נוצרים הגבישים הראשונים ושוקעים, ההרכב הכימי של שארית המאגמה יהיה שונה מזה של המאגמה המקורית.
תרומה חשובה להבנת המגוון הכימי של סלעים געשיים הושגה על ידי רוברט בונזן בעקבות ביקור באיסלנד לאחר התפרצות הר הקלה (Hekla) בשנת 1845, שם חקר את תוצריה של הפעילות הגעשית המקומית: גזי פליטה וגייזרים.
בונזן גילה במקום שני סוגי מאגמה בעלי הבדל ניכר בהרכבם הכימי והבחין בתפוצתם של שני סוגי סלעים געשיים: הראשון – ריוליט צהוב או מגוון עתיר סיליקה, והשני – בזלת כהה.
סלעים נוספים שמצא היו בהרכב בינוני, ולכן העלה ב-1851 השערה כי הם נוצרו כתוצאה מערבוב של מאגמה סיליקטית ומאגמה בזלתית.
השערתו זו של בונזן היוותה תרומה חשובה להסבר המגוון הכימי של סלעים געשיים.
בונזן ביקש להסב את תשומת הלב להנחה המוטעית שרווחה זמן רב, כי מקור פלוטוני לסלעי יסוד כגרניט נשלל מעצם העובדה כי קוורץ שאינו ניתך היה המינרל האחרון להתגבש.
הוא טען כי היה אובד עצות בניסיון להבין כיצד מסקנה מוטעית שרדה זמן רב כל-כך.
על אף מאמצים קודמים להסביר את מרקם הגרניט, היה בונזן הראשון לציין במפורש כי מאגמה גרניטית הייתה התמיסה המקורית ממנה נוצר הסלע.
ב"על היווצרות גרניט" (Uber die Bildung der Granites) – מאמר בן 3 עמודים שפרסם בונזן ב-1861 – הדגיש כי מאגמה היא לא יותר מתמיסה בטמפרטורה גבוהה של סיליקטים שונים:
מאמר זה היווה פריצת-דרך משמעותית במחקר התגבשות סלעים מתוך מאגמה.
בונזן הכיר גם בהתגבשות מינרלים מתוך מאגמה בטמפרטורות נמוכות בהרבה מנקודת ההתכה שלהם.
מסקנה נוספת שלו הייתה כי אם המאגמות בהרכבים כימיים שונים הן תמיסות אמיתיות, הרי שהן יכולות להתערבב זו בזו – מסקנה ישירה לתצפיותיו באיסלנד.