Από το τήγμα στο πέτρωμα
Το τηγμένο πέτρωμα κάτω από τη γη ονομάζεται μάγμα· μόλις εκραγεί, λάβα. Βασική ιδιότητα είναι το ιξώδες — πόσο δύσκολα ρέει —, το οποίο αυξάνεται με την περιεκτικότητα σε πυρίτιο. Ο βασάλτης με χαμηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο ρέει εύκολα και σχηματίζει ευρείες ασπίδες και μακριές ροές, όπως στο Kīlauea στη Hawaiʻi. Ο ρυόλιθος με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο είναι άκαμπτος και παγιδεύει αέρια, που τείνουν να διαφύγουν εκρηκτικά, παράγοντας στάχτη, πομφόλυγα και απότομους θόλους.
Η ταχύτητα ψύξης καθορίζει στη συνέχεια την υφή. Η γρήγορα ψυχόμενη λάβα μπορεί να γίνει υαλώδες οψιανό· το μάγμα που ψύχεται αργά βαθιά στο υπέδαφος αναπτύσσει ορατούς κρυστάλλους, σχηματίζοντας πετρώματα όπως ο γρανίτης.
Ορισμός: ιξώδες
Αντίσταση στη ροή. Το μέλι έχει μεγαλύτερο ιξώδες από το νερό· η λάβα ρυόλιθου έχει πολύ μεγαλύτερο ιξώδες από τη λάβα βασάλτη.
Ορισμός: διείσδυση
Σώμα μάγματος που ψύχθηκε υπόγεια χωρίς να εκραγεί, και αργότερα μερικές φορές αποκαλύφθηκε από τη διάβρωση.
Στήλες από την ψύξη
Το Giant's Causeway στη Βόρεια Ιρλανδία περιλαμβάνει περίπου 40,000 διασυνδεδεμένες στήλες, που σχηματίστηκαν από παχιές ροές βασάλτη που εκχύθηκαν πριν από περίπου 50 με 60 εκατομμύρια χρόνια. Πέρα από τη θάλασσα, το Σπήλαιο του Φίνγκαλ στο Στάφα έχει διαμορφωθεί στην ίδια οικογένεια λαβών. Ο θρύλος αποδίδει το έργο στον γίγαντα Φιν ΜακΚουλ· η φυσική προσφέρει μια καλά δοκιμασμένη εξήγηση.
Καθώς μια παχιά, ακίνητη ροή ψύχεται, συστέλλεται. Ο βράχος δεν μπορεί να συρρικνωθεί ως ενιαίο φύλλο, οπότε ραγίζει. Οι ρωγμές ξεκινούν από τις επιφάνειες ψύξης και προχωρούν προς τα μέσα, και το σχέδιο που απελευθερώνει την τάση με τον πιο αποδοτικό τρόπο τείνει προς εξαγωνικές στήλες, αν και πεντάγωνες και επτάγωνες είναι συχνές. Πειράματα και επιτόπιες μελέτες δείχνουν ότι η αργότερη ψύξη γενικά παράγει πλατύτερες στήλες.
Το Devils Tower στο Γουαιόμινγκ έχει επίσης στήλες, όμως η συνολική του προέλευση είναι ένα ειλικρινές παράδειγμα ανοιχτού ερωτήματος. Οι γεωλόγοι συμφωνούν ότι πρόκειται για πυριγενές πέτρωμα που ψύχθηκε υπογείως και αποκαλύφθηκε από τη διάβρωση. Αν ήταν λακκόλιθος, ηφαιστειακός λαιμός ή στοκ, εξακολουθεί να συζητείται.
Η στηλοειδής διάρθρωση προκύπτει από τη θερμική συστολή κατά την ψύξη.
Devils Tower: λακκόλιθος, ηφαιστειακός λαιμός ή στοκ — τα στοιχεία υποστηρίζουν περισσότερες από μία ερμηνείες.
Ηφαίστεια που γεννήθηκαν μέσα στη σύγχρονη μνήμη
Τον Φεβρουάριο του 1943, άνοιξε ένα ρήγμα σε ένα χωράφι με καλαμπόκι κοντά στο χωριό Parícutin του Μεξικού. Μέσα σε έναν χρόνο, ένας κώνος σκωριών είχε αναπτυχθεί σε ύψος εκατοντάδων μέτρων· οι εκρήξεις συνεχίστηκαν έως το 1952, θάβοντας δύο χωριά κάτω από τη λάβα. Παραμένει ένα από τα λίγα ηφαίστεια που οι επιστήμονες παρακολούθησαν από τη γέννησή του έως την ηρεμία του.
Νότια της Ισλανδίας, το Surtsey αναδύθηκε από τη θάλασσα μεταξύ 1963 και 1967. Έκτοτε προστατεύεται ως φυσικό εργαστήριο, καταγράφοντας πώς τα κύματα διαβρώνουν ένα νέο νησί και πώς η ζωή αποικίζει το γυμνό βράχο.
Η διάβρωση μπορεί επίσης να αποκαλύψει τα εσωτερικά ενός ηφαιστείου. Το Shiprock στο Νέο Μεξικό είναι ένας ηφαιστειακός λαιμός: ο σκληρυμένος αγωγός ενός διαβρωμένου ηφαιστείου, με ακτινωτούς δύκες που διασχίζουν την πεδιάδα.
Σύγκριση ηφαιστειακών σχημάτων
Οι υποθαλάσσιες εκρήξεις ψύχουν ακαριαία τη λάβα σε στρογγυλεμένα «μαξιλάρια», που είναι η συχνότερη μορφή ηφαιστειακού πετρώματος στη Γη, αν και σπάνια γίνεται αντιληπτή. Στο Dallol της Αιθιοπίας, οι έντονα κίτρινες και πράσινες λίμνες δεν είναι καθόλου λάβα, αλλά θερμές, όξινες πηγές πλούσιες σε αλάτι και θείο: η ηφαιστειακή θερμότητα εκδηλώνεται μέσω του νερού.
| Μορφή | Κύρια διεργασία | Παράδειγμα | Τυπική χρονική κλίμακα |
|---|---|---|---|
| Στηλοειδής βασάλτης | Συστολή κατά την ψύξη | Giant's Causeway | Χρόνια έως δεκαετίες ψύξης |
| Κώνος σκωρίας | Θραύσματα συσσωρευμένα γύρω από έναν κρατήρα | Parícutin | Μήνες έως μία δεκαετία |
| Ηφαιστειακός λαιμός | Διάβρωση που αποκαλύπτει έναν αγωγό | Shiprock | Εκατομμύρια χρόνια |
| Μαξιλαροειδής λάβα | Ταχεία ψύξη στο νερό | Μεσοωκεάνιες ράχες | Λεπτά ανά μαξιλάρι |
| Υδροθερμικό πεδίο | Θερμά ρευστά που αποθέτουν ορυκτά | Dallol | Συνεχής, με ετήσιες αλλαγές |
ΠυρογενέςΜαξιλαροειδής λάβα
Υαλώδης φλοιός πάνω από λάβα που συνέχισε να ρέει στο εσωτερικό.
ΠυρογενέςΟψιανός και πούμεξ
Το ίδιο τήγμα πλούσιο σε πυρίτιο· το ένα ψύχθηκε πυκνό, το άλλο αφρίστηκε από αέρια.