آتشفشان سپر چیست و چرا اهمیت دارد؟
آتشفشان سپر: از ساختار تا خطرات پنهان
آتشفشان سپر، غول مهربان آتشفشان‌هاست. بلندترین آتشفشان روی زمین (ماونا کیا) و بلندترین آتشفشان در منظومه شمسی (المپوس مونز در مریخ) هر دو آتشفشان سپر هستند. در حالی که این آتشفشانها بر فراز منظره اطراف خود برجسته هستند، اما همچنین به سمت بیرون شیب دارند. فوران‌های آنها گاهی اوقات شامل فواره‌های گدازه است و نمایشی به نظر می‌رسند، اما مردم و حیوانات فرصت دارند قبل از رسیدن گدازه به آنها تخلیه شوند. با این وجود، آتشفشانهای سپر خطرناک هستند زیرا گازهای سمی و ذرات شیشه تیز را به هوا و گدازه‌ها همه چیز را در مسیر خود می‌پوشانند.
آتشفشان سپر چیست؟
آتشفشان سپر نوعی آتشفشان است که با مشخصه پروفیل پهن و سپر مانند آن شناخته می‌شود. برخلاف شکل مخروطی شیب‌دار استراتوولکان‌ها، آتشفشانهای سپر دارای شیب‌های ملایمی هستند که توسط جریان گدازه بازالتی با گرانروی کم تشکیل شده‌اند. این گدازه مسافت‌های طولانی را قبل از سرد شدن و جامد شدن طی می‌کند و منجر به شکل‌گیری زمین‌های گسترده و شیب ملایم مرتبط با این آتشفشانها می‌شود.
ده نمونه از آتشفشانهای سپر در سراسر جهان
آتشفشانهای سپر در سراسر جهان، هر کجا که ماگمای کم‌سیلیس به سطح زمین می‌رسد، تشکیل می‌شوند. آنها معمولاً در نقاط داغ و مرزهای واگرا تشکیل می‌شوند. در نقاط داغ، مانند آنهایی که در هاوایی یافت می‌شوند، ماگما از اعماق گوشته زمین از طریق پوسته بالا می‌آید. هنگامی که صفحه پاسیفیک بر روی نقطه داغ حرکت می‌کند، فوران‌های متوالی لایه‌های گدازه بازالتی را می‌سازند و یک آتشفشان سپر را ایجاد می‌کنند. در مرزهای واگرا، مانند رشته کوه میانی اطلس، صفحات تکتونیکی از هم جدا می‌شوند و اجازه می‌دهند ماگما بالا بیاید و پوسته جدیدی تشکیل دهد، گاهی اوقات از طریق آتشفشانهای سپر.
ماونا کیا (هاوایی، ایالات متحده آمریکا) نمونه بارزی از یک آتشفشان سپر است. این کوه 4207.3 متر (13803 فوت) از سطح دریا و 9330 متر (30610 فوت) از پایه خود ارتفاع دارد، اما دارای شیب ملایم مشخصه است.
در اینجا ده نمونه دیگر از آتشفشانهای سپر در سراسر جهان آورده شده است:
ماونا لوا (هاوایی، ایالات متحده آمریکا): یکی از بزرگ‌ترین آتشفشانهای سپر روی زمین، ماونا لوا بیش از 4170 متر از سطح دریا ارتفاع دارد و مساحتی حدود 5271 کیلومتر مربع را پوشش می‌دهد.
کیلاوا (هاوایی، ایالات متحده آمریکا): کیلاوا به فعالیت مداوم خود شناخته شده است.
اسکجالدبرائیدور (ایسلند): این آتشفشان ایسلندی شکل کلاسیک آتشفشان سپر را دارد.
فرناندینا (جزایر گالاپاگوس، اکوادور): فرناندینا، یک آتشفشان فعال سپر، جوان‌ترین و فعال‌ترین آتشفشان جزایر گالاپاگوس است.
جزیره پیکو (آزور، پرتغال): بلندترین کوه پرتغال، پیکو یک آتشفشان سپر با دهانه قله برجسته است.
نیاموراگیره (جمهوری دموکراتیک کنگو): یکی از فعال‌ترین آتشفشانهای آفریقا، نیاموراگیره جریان‌های گدازه گسترده‌ای تولید می‌کند.
سیرا نگرا (جزایر گالاپاگوس، اکوادور): سیرا نگرا، یکی دیگر از آتشفشانهای فعال گالاپاگوس، یکی از بزرگ‌ترین دهانه‌های آتشفشانی جهان را دارد.
هوالالای (هاوایی، ایالات متحده آمریکا): هوالالای، یک آتشفشان فعال سپر در جزیره بزرگ هاوایی، مشرف به شهر کیلوا-کونا است. آخرین فوران آن در سال 1801 رخ داد.
جزیره عروج (اقیانوس اطلس جنوبی، بریتانیا): آتشفشان سپر این جزیره بخش مرکزی جزیره را تشکیل می‌دهد و دارای پروفیل نسبتاً کمی است.
ارتا عله (اتیوپی): ارتا عله یکی از معدود آتشفشانهای جهان با دریاچه گدازه فعال مداوم است.
آتشفشانهای سپری در سایر نقاط منظومه شمسی
آتشفشانهای سپری تنها به زمین محدود نمی‌شوند. سیاره مریخ میزبان الیمپوس مانس است که حدود 22 کیلومتر ارتفاع دارد و قطر آن تقریباً 600 کیلومتر است؛ این آتشفشان، بلندترین آتشفشان در منظومه شمسی محسوب می‌شود. همچنین، سیاره زهره شامل تعداد زیادی آتشفشان سپری مانند سیف مانس و ماعت مانس است که نشان‌دهنده فعالیت گسترده آتشفشانی و فرآیند شکل‌گیری مشابهی با استفاده از جریان‌های گدازه کم‌ویسکوزیته است.
ویژگی‌های متمایز آتشفشانهای سپری
شکل آتشفشان سپری و ویژگی گدازه‌های آن به هم مرتبط هستند. گدازه‌های این نوع آتشفشان دارای محتوای سیلیس پایینی هستند که باعث می‌شود به‌راحتی جریان پیدا کنند. نحوه جریان گدازه‌ها منجر به شکل شیب‌دار آتشفشان می‌شود. نوع فوران این آتشفشان نیز خاص است و مقدار زیادی گدازه تولید می‌کند.
شیب‌های ملایم: آتشفشانهای سپری دارای شیب‌های با زاویه کم (معمولاً بین 2 تا 10 درجه) هستند که به دلیل طبیعت روان گدازه بازالتی شکل گرفته‌اند.
قاعده گسترده: این آتشفشانها سطح وسیعی را پوشش می‌دهند و قطر آنها اغلب به چندین کیلومتر می‌رسد.
گدازه بازالتی: گدازه این آتشفشانها دارای سیلیس کمی است، که باعث می‌شود ویسکوزیته کمی داشته و به‌راحتی مسافت‌های طولانی را طی کند.
فوران‌های مکرر: فوران‌های آتشفشان سپری معمولاً غیرانفجاری و مکرر هستند و جریان‌های گسترده گدازه را به جای فعالیت شدید و تخریبی تولید می‌کنند.
شکل‌گیری و فوران آتشفشانهای سپری
ویژگی کلیدی فوران آتشفشان سپری، جریان گدازه است. این آتشفشانها عمدتاً از طریق فوران گدازه بازالتی شکل می‌گیرند که سیلیس کمی دارد و بسیار روان است. این گدازه از گوشته زمین منشأ می‌گیرد و از طریق پوسته در نقاط داغ یا مرزهای واگرا به سطح می‌رسد. هر فوران ممکن است از چند روز تا چند سال ادامه یابد. با گذشت زمان، فوران‌های پیاپی لایه‌های وسیع و کم‌شیب گدازه جامد را ایجاد می‌کنند که شکل مشخص سپرمانند این آتشفشانها را می‌سازد.
فرآیند فوران
آتش‌فشان‌شناسان چندین نشانه هشداردهنده را پیش از فوران آتشفشان سپری شناسایی می‌کنند. سطح تغییر شکل می‌دهد، گازهای آتشفشانی آزاد می‌شوند و زمین‌لرزه‌ها افزایش می‌یابند:
صعود ماگما:
پر شدن محفظه ماگما: ماگما در مخزنی زیر آتشفشان جمع شده و فشار را افزایش می‌دهد.
تغییر شکل زمین: سطح زمین با گسترش محفظه ماگما برجسته شده و شیب پیدا می‌کند.
نشانه‌های هشداردهنده:
فعالیت لرزه‌ای: زمین‌لرزه‌ها با فرکانس و شدت بیشتر رخ می‌دهند.
انتشار گاز: میزان انتشار گازهای آتشفشانی مانند دی‌اکسید گوگرد افزایش می‌یابد.
ناهنجاری‌های حرارتی: تصاویر ماهواره‌ای یا مادون‌قرمز جریان گرمایی بیشتری را در سطح نشان می‌دهند.
آغاز فوران:
باز شدن شکاف‌ها: ترک‌ها یا شکاف‌هایی در پوسته باز می‌شوند که به ماگما اجازه خروج می‌دهند.
فواره‌های گدازه: گاهی اوقات گدازه به صورت فواره‌ای از شکاف فوران کرده و مخروط‌های پرتابی ایجاد می‌کند.
جریان گدازه:
جریان روان: گدازه از شکاف‌ها یا دهانه‌ها خارج شده و به دلیل ویسکوزیته کم، در مساحت‌های بزرگی پخش می‌شود.
تشکیل تونل‌های گدازه: هنگامی که سطح جریان گدازه سرد و جامد می‌شود، گدازه مذاب زیرین همچنان جریان پیدا می‌کند و تونل‌های زیرزمینی ایجاد می‌شود.
ساخت سپر:
تجمع لایه‌ها: هر فوران لایه جدیدی از گدازه بازالتی اضافه کرده و شیب‌های کم‌زاویه ایجاد می‌کند.
تشکیل کالدرا: اگر محفظه ماگما به طور قابل توجهی تخلیه شود، زمین بالای آن ممکن است فروریزد و کالدرا در قله شکل گیرد.
توالی فوران:
مرحله اولیه فوران: شامل فواره‌های شدید گدازه و تشکیل جریان‌های گدازه.
مرحله روان پایدار: جریان گدازه مداوم و پایدار ایجاد می‌شود که میادین گدازه گسترده‌ای را شکل می‌دهد.
مرحله کاهش: خروج گدازه کاهش یافته و جریان‌ها سرد می‌شوند و چرخه فوران به پایان می‌رسد.
ویژگی‌های زمین‌شناسی کلیدی آتشفشانهای سپری
علاوه بر شکل کلی سپرمانند، آتشفشانهای سپری دارای ویژگی‌هایی مانند دریاچه‌های گدازه و تونل‌های گدازه هستند:
کالدرا در قله: فرورفتگی بزرگ و شبیه به حوضه در قله که هنگام تخلیه محفظه ماگما و فروریختن زمین بالای آن شکل می‌گیرد.
دهانه‌ها: شکاف‌هایی که از آنها ماگما فوران می‌کند. این دهانه‌ها ممکن است در قله یا دامنه‌های آتشفشان قرار داشته باشند.
دریاچه‌های گدازه: حوضچه‌هایی از گدازه مذاب که گاهی در کالدرای قله تشکیل می‌شوند. نمونه قابل‌توجه آن دریاچه گدازه در آرتا آل است.
زون‌های شکاف یا ترک: مناطقی که پوسته ترک برداشته و اجازه می‌دهد گدازه از شکاف‌های کشیده به جای یک دهانه مرکزی فوران کند.
جریان‌های گدازه: جریان‌های سنگ مذاب که از دامنه‌های آتشفشان پایین می‌روند و مناطق وسیعی را پوشش می‌دهند و زمین‌ساخت‌های جدیدی ایجاد می‌کنند.
تونل‌های گدازه: مجراهای طبیعی که از جریان گدازه زیر سطح سخت‌شده تشکیل می‌شوند و گدازه را به مسافت‌های طولانی زیر زمین منتقل می‌کنند.
وگ (Vog): مه آتشفشانی شامل دی‌اکسید گوگرد و گازهای دیگر که از آتشفشان خارج می‌شود و خطرات زیست‌محیطی و بهداشتی ایجاد می‌کند.
ابرهای لاز (Laze Plumes): ابرهای بخاری که هنگام ورود گدازه به اقیانوس شکل می‌گیرند و اسید هیدروکلریک و ذرات شیشه آتشفشانی ایجاد می‌کنند که برای سلامتی مضر است.
تفاوت آتشفشانهای سپری با دیگر انواع آتشفشانها
اساساً آتشفشانهای سپری شکل پهن و سپرمانند دارند، در حالی که آتشفشانهای چینه‌ای و مخروط خاکستر دارای شیب‌های تند و گنبدهای گدازه‌ای شکل گنبدی هستند. به دلیل گرانروی بالای گدازه در دیگر انواع آتشفشانها، این آتشفشانها بیشتر احتمال دارد که ابرهای خاکستر و توده‌های آذرآواری تولید کنند تا جریان گدازه.
آتشفشانهای چینه‌ای: این آتشفشانها دارای شکل مخروطی و شیب‌دار بوده و با فوران‌های انفجاری ناشی از گرانروی بالای گدازه مشخص می‌شوند. نمونه‌ها شامل کوه سنت هلنز و فوجی هستند.
آتشفشانهای مخروط خاکستر: آتشفشانهای کوچک‌تر با دامنه‌های شیب‌دار که از توده‌های آذرآواری شکل گرفته‌اند. این آتشفشانها معمولاً فوران‌های کوتاه و انفجاری دارند. نمونه‌ها شامل پاری‌کوتین و سانست کراتر هستند.
گنبدهای گدازه: از گدازه با گرانروی بالا که در نزدیکی دهانه جمع می‌شود و شکل گنبدی ایجاد می‌کند. نمونه‌ها شامل گنبد گدازه‌ای کوه سنت هلنز است.
سوالات متداول درباره آتشفشان سپر
1. آتشفشان سپر چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟
آتشفشان سپر نوعی آتشفشان است که به دلیل گدازه‌های روان و کم‌ویسکوزیته تشکیل می‌شود. این گدازه‌ها به صورت لایه‌های گسترده و کم‌شیب روی هم قرار می‌گیرند و شکل ظاهری سپری به آتشفشان می‌بخشند.
2. چرا آتشفشان سپر خطرناک است؟
آتشفشان سپر به دلیل جریان‌های گدازه‌ای گسترده، انتشار گازهای سمی مانند دی‌اکسید گوگرد و ایجاد مه دودهای آتشفشانی (وگ) می‌تواند خطراتی برای محیط زیست و سلامت انسان‌ها ایجاد کند.
3. کدام سیارات منظومه شمسی دارای آتشفشان سپر هستند؟
علاوه بر زمین، مریخ با آتشفشان المپوس مونز و زهره با آتشفشان‌هایی مانند سیف مونز و ماعت مونز، نمونه‌های بارزی از آتشفشان سپر در منظومه شمسی هستند.
4. تفاوت آتشفشان سپر با آتشفشان چینه‌ای چیست؟
آتشفشان سپر دارای دامنه‌های کم‌شیب و گدازه‌های روان است، در حالی که آتشفشان چینه‌ای شیب تندتری دارد و معمولاً با فوران‌های انفجاری و مواد آذرآواری همراه است.
5. ویژگی‌های بارز گدازه‌های آتشفشان سپر چیست؟
گدازه‌های آتشفشان سپر حاوی سیلیس کم هستند که باعث روان‌تر شدن آنها می‌شود. این گدازه‌ها می‌توانند به مسافت‌های طولانی جریان پیدا کنند و مناطق وسیعی را پوشش دهند.
سخن پایانی
آتشفشان سپر یکی از شگفتی‌های طبیعی زمین و سایر سیارات منظومه شمسی است که به دلیل ساختار و فوران‌های خاص خود همواره توجه دانشمندان و علاقه‌مندان به زمین‌شناسی را به خود جلب کرده است. شناخت بهتر از این نوع آتشفشان می‌تواند به ما در درک رفتار زمین و مدیریت مخاطرات طبیعی کمک کند.
از جریان‌های گسترده گدازه گرفته تا تاثیرات زیست‌محیطی، هر جنبه‌ای از آتشفشان سپر دارای اهمیت است. اگر به موضوعات مرتبط با زمین‌شناسی و پدیده‌های طبیعی علاقه دارید، مطالعه بیشتر درباره این آتشفشانها می‌تواند جذاب و آموزنده باشد.
گرد آوری:بخش علمی موزستان
