Vulkaner finns i många former och storlekar, allt från vanliga vulkaner med konisk kotte som bygger sig upp från upprepade utbrott och lavakupplar som högar upp över vulkaniska ventiler till breda sköldvulkaner och sammansatta vulkaner. Även om de skiljer sig vad gäller struktur och utseende, delar de alla två saker. Å ena sidan är de alla fantastiska krafter i naturen som både skrämmer och inspirerar.
Å andra sidan, all vulkanisk aktivitet kommer till samma grundprincip. I allt väsentligt är alla utbrott resultatet av magma under jorden som skjuts upp till ytan där den bryter ut som lava, aska och sten. Men vilka mekanismer driver denna process? Vad är det exakt som får smält sten att stiga upp från jordens inre och explodera till landskapet?
För att förstå hur vulkaner bryter ut måste man först beakta jordens struktur. Högst upp är litosfären, de yttersta lagren på jorden som består av den övre manteln och skorpan. Skorpan utgör en liten volym av jorden, från 10 km i tjocklek på havsbotten till högst 100 km i bergsområden. Det är kallt och styvt och består främst av silikatrock.
Under jordskorpan är jordens mantel uppdelad i sektioner med olika tjocklek baserat på deras seismologi. Dessa består av den övre manteln, som sträcker sig från ett djup av 7 - 35 km (4,3 till 21,7 mi) till 410 km (250 mi); övergångszonen, som sträcker sig från 410–660 km (250–410 mi); den nedre manteln, som sträcker sig från 660–2,891 km (410–1,796 mi); och kärnmantelgränsen, som i genomsnitt är ~ 200 km (120 mi) tjock.
I mantelområdet förändras förhållandena drastiskt från jordskorpan. Trycket ökar avsevärt och temperaturerna kan uppgå till 1000 ° C, vilket gör att berget är tillräckligt visköst för att det beter sig som en vätska. Kort sagt, det upplever elastiskt på tidsskalor på tusentals år eller mer. Denna viskösa smälta sten samlas i stora kamrar under jordskorpan.
Eftersom denna magma är mindre tät än den omgivande berget "flyter" den upp till ytan och söker efter sprickor och svagheter i manteln. När den äntligen når ytan, exploderar den från toppen av en vulkan. När det är under ytan kallas det smälta berget magma. När den når ytan uppstår den som lava, aska och vulkaniska stenar.
Vid varje utbrott byggs stenar, lava och aska runt den vulkaniska ventilen. Arten av utbrottet beror på viskositeten hos magma. När lavan rinner lätt kan den resa långt och skapa breda sköldvulkaner. När lavan är väldigt tjock, skapar den en mer bekant konformform (kon. Vulkan). När lavan är extremt tjock kan den byggas upp i vulkanen och explodera (lavakupplar).
En annan mekanism som driver vulkanism är rörelsen som skorpan genomgår. För att bryta ner den delas litosfären upp i flera plattor, som ständigt är i rörelse ovanpå manteln. Ibland kolliderar plattorna, dras isär eller glider åt varandra; vilket resulterar i konvergenta gränser, divergerande gränser och transformerar gränser. Denna aktivitet är det som driver geologisk aktivitet, inklusive jordbävningar och vulkaner.
När det gäller det förstnämnda är subduktionszoner ofta resultatet, där den tyngre plattan glider under den ljusare plattan - bildar en djup dik. Denna subduktion förändrar den täta manteln till en flytande magma, som stiger genom jordskorpan till jordens yta. Över miljoner år skapar denna stigande magma en serie aktiva vulkaner som kallas en vulkanbåge.
Kort sagt, vulkaner drivs av tryck och värme i manteln, liksom tektonisk aktivitet som leder till vulkanutbrott och geologiska förnyelser. Förekomsten av vulkanutbrott i vissa regioner i världen - t.ex. Pacific Ring of Fire - har också en djup inverkan på det lokala klimatet och geografin. Till exempel är sådana regioner i allmänhet bergiga, har rik jord och upplever regelbundet bildandet av nya landmassor.
Vi har skrivit många artiklar om vulkaner här på Space Magazine. Här är vad är de olika typerna av vulkaner ?, Vad är de olika delarna av en vulkan?, 10 intressanta fakta om vulkaner ?, Vad är Pacific Ring of Fire?, Olympus Mons: Den största vulkanen i solsystemet.
Vill du ha mer resurser på jorden? Här är en länk till NASA: s Human Spaceflight-sida och här är NASA: s synliga jord.
Vi har också spelat in ett avsnitt av Astronomy Cast om Jorden, som en del av vår turné genom solsystemet - Avsnitt 51: Jorden.
