Plutonizm i wulkanizm

Cele:
Uczeń:

- potrafi określić kształt i odróżnić podstawowe rodzaje intruzji magmowych;
- potrafi wskazać na mapie najbardziej prawdopodobne miejsca występowania wulkanizmu;
- zna cechy charakterystyczne różnych rodzajów wulkanów;
- wymienia elementy stożka wulkanicznego;
- rozumie mechanizm działania gejzeru i wie, w jakich warunkach może wystąpić taki rodzaj źródła.

Treści przedstawiane na lekcji:
Zjawiska plutonizmu, to procesy geologiczne związane z podziemnym przemieszczaniem się magmy oraz jej krystalizacją. Jeśli magma, czyli płynna skała rozgrzana do wysokiej temperatury, przedostaje się w kierunku powierzchni Ziemi, naturalnie się ochładza i zaczyna krystalizować.
Magma przemieszcza się między skałami budującymi skorupę Ziemi, a następnie zastyga, tworząc intruzje. Mają one określony kształt, wg którego są sklasyfikowane. Tworzą:
- dajki (zastygła magma w szczelinach skalnych przechodzących przez różne warstwy skalne),
- batolity (zastygła magma zajmująca przestrzeń o znacznych rozmiarach pod powierzchnią Ziemi),
- lakkolity (zastygła magma w kształcie soczewki pomiędzy warstwami skalnymi, wypukłą stroną zwrócona do powierzchni Ziemi),
- lopolity (zastygła magma w kształcie soczewki pomiędzy warstwami skalnymi, wypukłą stroną zwrócona do środka Ziemi),
- żyły pokładowe (sill – zastygła magma wewnątrz wąskich szczelin na granicy między warstwami skalnymi).
Intruzje dzielą się na zgodne (lakkolity, lopolity) i niezgodne (dajki, sill). Intruzje zgodne nie zmieniają układu warstw skalnych, natomiast intruzje niezgodne zaburzają pierwotne ułożenie warstw skalnych.
Miejsca występowania wulkanizmu pokrywają się z terenami najbardziej sejsmicznymi na Ziemi.
Aktywność wulkaniczna zmienia się w zależności od ciśnienia lawy wewnątrz wulkanu. Często wulkany przechodzą w stan uśpienia, lub jeśli zmieni się położenie wulkanu w stosunku do plamy gorąca to staje się on tzw. wulkanem wygasłym. W Europie najwięcej czynnych wulkanów znajduje się we Włoszech (Stromboli, Vulcano, Etna, Wezuwiusz) i na Islandii (Askja i Hekla).
Na kuli ziemskiej jest ok. 450 wulkanów czynnych. Najwięcej, znajduje się wzdłuż wybrzeży Oceanu Spokojnego. Obszar ten nosi nazwę "Ognisty pierścień". Jest to obszar krawędzi wielkich płyt litosfery, gdzie procesy wywołujące kolizje płyt są szczególnie aktywne, dlatego też zjawiska wulkaniczne i towarzyszące im trzęsienia ziemi są tam bardzo częste. Hawaje są typowymi wyspami wulkanicznymi. Znaczna część wulkanów jest na wyspach wulkanicznych, powstałych na skutek podwodnych erupcji. Dokładne określenie czynnych wulkanów jest niemożliwe, gdyż, pomimo że wulkanizm podwodny jest bardzo aktywny, na powierzchni oceanu jest prawie niezauważalny. Zdarza się jednak obserwować zjawiska współczesnego podwodnego wulkanizmu tam, gdzie pojawiają się i znikają nowe wysepki wulkaniczne. Są to tereny Aleutów, okolice Islandii i Azorów. Wulkany podwodne stanowią prawdopodobnie większość wulkanów kuli ziemskiej.
Przykładem wulkanu drzemiącego jest wulkan Fudżi-jama, którego ostatnia erupcja miała miejsce w 1707 r. Wulkany wygasłe są na terenach Francji w Masywie Centralnym, lub nawet w Polsce. Ich erupcje nie były notowane za pamięci ludzkiej.
W Polsce nie występuje czynny wulkanizm. Bardzo intensywna działalność wulkaniczna występowała tu znacznie wcześniej w orogenezie hercyńskiej i na początku alpejskiej.
Ślady po niej zostały na południu Polski na Przedgórzu Sudeckim (Masyw Ślęży), na Podkarpaciu i w Pieninach (góry Wżar i Bryjarka), pod Krakowem ślady po dawnych wulkanach występują w rejonie Miękini i pod Tenczynkiem, a także w Alwerni oraz w Górach Świętokrzyskich. W pasie nadodrzańskim naukowcy natrafili na ślady ok. 50 bardzo starych stożków wulkanicznych, które uległy prawie całkowicie erozji.
Magma wydobywa się z wulkanu bardzo gwałtownie w przypadku, kiedy już wewnątrz doszło do znacznego zmniejszenia ciśnienia i temperatury, a skały zdążyły już częściowo wykrystalizować. Wtedy ma miejsce tzw. erupcja kwaśnych, andezytowych materiałów piroklastycznych, czyli pyłów i popiołów wulkanicznych, lapilli i bomb wulkanicznych oraz piasku wulkanicznego. Niekiedy wyrzucane bywają ogromne odłamy skalne, których waga przekracza kilkadziesiąt ton. Takie wulkany często występują w strefie subdukcji, np. u zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej.
Spokojne wydobywanie się płynnej magmy z wulkanu jest nazywane efuzją, wtedy na powierzchnię wydostaje się rzadka, powoli krzepnąca, bazaltowa, zasadowa lawa. Typowymi przykładami takich wulkanów są wulkany Islandii i niektóre wulkany na Hawajach.
Wyróżnia się także stratowulkany, czyli wulkany mieszane - podczas erupcji wyrzucane są utwory piroklastyczne i lawa. Typowym przykładem stratowulkanu jest Wezuwiusz.
Podczas erupcji czy efuzji z materiałem skalnym wydobywają się gazy: dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, siarkowodór, chlorowodór i para wodna.
Formy powstałe na Ziemi na skutek działalności wulkanicznej, to stożki wulkaniczne, czyli wzgórza lub góry o kształcie stożkowym, z których tzw. kraterem wydobywa się magma na powierzchnię Ziemi. Centralna część stożka, to komin. Jeśli w tym kominie lawa zdąży zastygnąć i nie wypłynie na powierzchnię, może się tak zdarzyć, że stożek wulkaniczny ulegnie rozerwaniu pod wpływem nagromadzonych gazów, a wtedy zamiast typowego krateru powstanie wielka kotlina (kaldera) w centralnej części wulkanu.
Niekiedy stożki wulkaniczne ulegają całkowitemu zniszczeniu i pozostają jedynie pnie wulkaniczne, zbudowane z lawy, która przed zastygnięciem wypełniła komin wulkaniczny.
Oprócz pozostałości po stożkach wulkanicznych, dowodami na wcześniejszą aktywność wulkaniczną są gejzery. Są to źródła, z których w regularnych odstępach czasu wytryska gorąca woda. We wnętrzu Ziemi woda jest rozgrzana do temperatury znacznie wyższej niż temperatura wrzenia z uwagi na wyższe ciśnienie tam panujące, które uniemożliwia proces wrzenia. Przegrzana para wodna przeciska się ku górze ogrzewając wodę w wyższych poziomach, co gwałtownie doprowadza ją do temperatury wrzenia. Woda ta szybko paruje, zmniejsza się ciśnienie wywierane na niżej znajdującą się wodę. Efektem tego jest gwałtowne wrzenie na niższym poziomie i wyrzucenie z pionowego kanału całej zawartości wody na wysokość nawet kilkudziesięciu metrów. Po opróżnieniu się podziemnych przestworów, gejzer przestaje być aktywny aż do ponownego nazbierania się wody w podziemnych kanałach i jej ogrzania.
Najliczniej zlokalizowane są na Wyspie Islandii, Nowej Zelandii i w Parku Narodowym Yellowstone w Ameryce Północnej.

Zadania i polecenia:
Minimum:
1. Wymień i określ kształt intruzji magmowych.
2. Czym się różni magma od lawy wulkanicznej?
3. Wymień produkty wybuchu wulkanów.
4. Podziel wulkany ze względu na ich aktywność.
5. Wymień podstawowe elementy stożka wulkanicznego.
6. Wymień i scharakteryzuj rodzaje wulkanów?
Na lepszą ocenę:
1. Wskaż na mapie miejsca występowania czynnych wulkanów andezytowych i bazaltowych.
2. Omów ślady działalności wulkanicznej na terenie Polski.
3. Wyjaśnij zasadę działania gejzeru i wskaż na mapie miejsca, gdzie występują.

Zapis lekcji:
1. Zjawiska plutoniczne.
2. Występowanie zjawisk wulkanicznych.
3. Rodzaje stożków wulkanicznych.
4. Elementy stożka wulkanicznego.
5. Gejzery.