Sulasta kiveksi
Maan alla oleva sula kivi on magmaa; purkautuessaan se on laavaa. Keskeinen ominaisuus on viskositeetti eli se, kuinka jäykästi aine virtaa, ja se kasvaa piidioksidipitoisuuden myötä. Vähäpiidioksidinen basaltti virtaa vapaasti ja muodostaa laajoja kilpivuoria ja pitkiä virtauksia, kuten Kīlauealla Havaijilla. Korkeapiidioksidinen rioliitti on jäykkää ja vangitsee kaasua, joka yleensä pääsee ulos räjähdysmäisesti, jolloin syntyy tuhkaa, pumpusta ja jyrkkiä kupoleja.
Jäähtymisnopeus määrää sitten rakenteen. Nopeasti jäähtynyt laava voi muuttua lasimaiseksi obsidiaaniksi; syvällä maan alla hitaasti jäähtynyt magma kasvattaa näkyviä kiteitä ja muodostaa kiviä kuten graniitti.
Määritelmä: viskositeetti
Virtausvastus. Hunaja on viskoosimpaa kuin vesi; riolittilaava on paljon viskoosimpaa kuin basaltti.
Määritelmä: tunkeuma
Maan alle jäähtynyt magmamassa, joka ei purkautunut ja joka paljastui myöhemmin eroosion myötä.
Pylväät jäähtymisestä
Pohjois-Irlannin Giant's Causeway'ssa on noin 40,000 toisiinsa lukittuvaa pylvästä, jotka muodostuivat paksuista basalttivirroista, jotka purkautuivat noin 50–60 miljoonaa vuotta sitten. Meren toisella puolella Staffalla sijaitseva Fingal's Cave on louhittu samaan laavasarjaan. Legenda antaa kunnian jättiläiselle Finn McCoolille; fysiikka tarjoaa hyvin testatun selityksen.
Kun paksu, paikallaan oleva virta jäähtyy, se supistuu. Kivi ei voi kutistua yhtenä levynä, joten se halkeilee. Halkeamat alkavat jäähtyvistä pinnoista ja kasvavat sisäänpäin, ja kuvio, joka purkaa jännityksen tehokkaimmin, taipuu kohti kuusikulmaisia pylväitä, vaikka viisi- ja seitsemänkulmaisetkin ovat yleisiä. Laboratorio- ja kenttätyöt osoittavat, että hitaampi jäähtyminen tuottaa yleensä leveämpiä pylväitä.
Wyomingin Devils Towerissa on myös pylväitä, mutta sen kokonaisalkuperä on rehellinen esimerkki ratkaisemattomasta kysymyksestä. Geologit ovat yksimielisiä siitä, että se on magmaperäinen kivi, joka jäähtyi maan alla ja paljastui eroosion myötä. Onko se ollut laccoliitti, tulivuoren tulppa vai stock, on yhä kiistanalaista.
Pylväsrakenne syntyy lämpösupistumisesta jäähtymisen aikana.
Devils Tower: laccoliitti, tulivuoren tulppa tai stock — todisteet tukevat useampaa tulkintaa.
Syntyneet tulivuoret omana aikanamme
Helmikuussa 1943 halkeama aukesi maissipellolle lähellä Parícutinin kylää Meksikossa. Vuoden sisällä kuonakartio oli kasvanut satoja metrejä korkeaksi; purkaukset jatkuivat vuoteen 1952 asti ja hautasivat kaksi kylää laavan alle. Se on yksi harvoista tulivuorista, joita tutkijat ovat seuranneet syntymästä lepotilaan.
Etelä-Islannin edustalla Surtsey nousi merestä vuosina 1963–1967. Siitä lähtien se on ollut suojeltu luonnollisena laboratoriona, jossa tutkitaan, miten aallot kuluttavat uutta saarta ja miten elämä asuttaa paljasta kalliota.
Eroosio voi myös paljastaa tulivuoren sisuksen. Shiprock Uudessa-Meksikossa on vulkaaninen kaula: kuluneen tulivuoren kovettunut johtokanava, jonka yli säteittäiset gangit ulottuvat tasangolle.
Tulivuorten muotojen vertailu
Vedenalaiset purkaukset jäähdyttävät laavan välittömästi pyöreiksi "tyynyiksi", jotka ovat maapallon yleisin tulivuorikiven muoto, vaikka niitä harvoin nähdään. Etiopian Dallolissa vilkkaan keltaiset ja vihreät altaat eivät ole lainkaan laavaa, vaan kuumia, happamia, suolaa ja rikkiä runsaasti sisältäviä lähteitä. Tulivuoren lämpö näkyy niissä veden kautta.
| Muoto | Pääprosessi | Esimerkki | Tyypillinen aikaskaala |
|---|---|---|---|
| Pylväsbasaltti | Supistuminen jäähtymisen aikana | Giant's Causeway | Vuosista vuosikymmeniin kestävä jäähtyminen |
| Tuhkakartio | Purkausaukon ympärille kasautuneet kappaleet | Parícutin | Kuukausista vuosikymmeneen |
| Tulivuorenkaula | Eroosio paljastaa johtokanavan | Shiprock | Miljoonia vuosia |
| Tyynylaava | Nopea jäähtyminen vedessä | Keskiselänteet | Minuutteja tyynyä kohden |
| Hydrotermaalinen kenttä | Kuumat nesteet saostavat mineraaleja | Dallol | Jatkuva, vuosittain muuttuva |
MagmakiviTyynylaava
Lasimaisia kuoria laavan päällä, joka jatkoi virtaamista sisäpuolella.
MagmakiviObsidiaani ja hohkakivi
Sama piidioksidirikas magma: toinen jäähtyi tiiviiksi, toinen vaahtoutui kaasusta.