Vulkani i litosferne ploče

Duž planete Zemlje postoji veliki broj aktivnih vulkana (Fig. 1.). Dok ovo čitate, dešava se oko 20 erupcija vulkana na Zemlji. Raspored i aktivnost vulkana nije slučajna, nego je direktno uvjetovana tektonikom ploča i dinamikom Zemlje. Najveći broj vulkana vezan je za margine litosfernih ploča, odnosno za konvergentne i divergentne granice.

Vulkanizam konvergentnih granica je najviše vezan za procese subdukcije (Fig. 2.). Naime, tokom subdukcije dolazi do podvlačenja oceanske ploče ispod druge oceanske ili kontinentalne ploče. Ploča koja se podvlači dostiže određene dubine na kojima vlada temperatura koja je dovoljnaza topljenje tog stijenskog materijala. Nakon topljenja stiena nastaje magma.

Novostvorena magma, kao manje gusta (samim tim i lakša) od okolnih stena se uzdiže. Tokom tog uzdizanja magma topi okolne stijene, miješa se sa njima i često izbija na površinu. Na ovaj način se formiraju vulkani. Konvergencija ocena-kontinent je vrlo karakteristična za nastanak eksplozivnog tipa vulkana. Najpoznatiji pojasevi, odnosno granice litosfernih ploča duž kojih dolazi do ovakvih vulkanskih fenomena su „Pacifički vatreni pojas“ (odgovara marginama Pacifičke litosferne ploče) i „Mediteranski pojas“ (duž margina Afričke, Arabijske i Euroazijske litosferne ploče).

 

Fig. 2. Vulkani vezani za konvergentne zone, odnosno zone subdukcije

 

Vulkanizam divergentnih granica se odnosi na procese divergencije (razmicanje litosfernih ploča), odnosno stvaranje nove oceanske kore duž srednjeoceanskih grebena. Naime,  dinamika Zemlje uslovljava razmicanje jedne ploče od druge, stvarajući tako zone malog pritiska odnosno „prazan“ prostor. Zbog ovoga dolazi do izdizanja magme iz astenosfere koja ispunjava ovaj prostor.

Tada dolazi do lučenja bazaltnih magmi koji imaju karakterističan „jastučast“ oblik (pillow lava) (Fig. 3.). Zbog svojih karakteristika, kao i karakteristika sredine, ovi  vulkanski pojasevi nisu eksplozivni nego pokazuju prilično mirna izlivanja velikih količina lave.  Veliki broj vulkana na Zemlji je vezan za ovaj tip litosfernih granica, a jedan od najpoznatijih zona je Atlanski srednje-oceanski greben.

 

Fig. 3. Pillow lave izlivene duž divergentnih granica

Vulkanizam vrućih točaka (hot spots) je vezan za unutrašnjost litosfernih ploča, odnosno nalazi se daleko od njihovih margina.  Porijeklo i karakteristike vrućih točki ni do danas nije do kraja objašnjeno i ovi fenomeni su čest predmet znanstvenih debata. Vjerovatno se radi o anomalno toplim zonama Zemljinog omotača koje se nalaze na granici omotač/jezgro. Zbog velike temeperature dolazi do uzdizanja magma ka površini i do njenog izbijanja na istu (mantle plume). Najpoznatiji primjer ovakvog tipa vulkana su Havaji. Naime, magma koja se uzdiže topi koru i formira Havajski luk.

 

Fig.4. Položaj hot spots u odnosu na margine ploča

 

 

Međutim kako se formira otočni luk, ako su vruće točke fiksirane u Zemljinom omotaču? Do ovoga dolazi zbog kretanja litosfernih ploča, odnosno u slučaju Havaja Pacifičke ploče. Kako se ploča kreće, tako se uvek na novom mjestu formiraju vulkani. Oni stariji vulkani postaju neaktivni (ugašeni) jer su pomjereni zajedno sa Pacifičkom pločom i više se ne nalaze iznad vruće točke. Upravno ovaj podatak može poslužiti za izračunavnaje brzine (iznosa) kretanja litosfenih ploča.

Shematski pregled različitih tipova vulkanizma u odnosu na različit tektonski obrazac prikazan je na Fig. 5.

Fig.5. Shematski prikaz tipa vulkana u odnosu na tektonski obrazac