Tulivuori — määritelmä, muodostuminen ja purkaukset

Tutustu tulivuoren määritelmään, muodostumiseen ja purkauksiin — miten ne syntyvät, purkautuvat ja vaikuttavat maapalloon sekä esimerkit kuten Mauna Loa ja Olympus Mons.

Tulivuori on vuori, jonka alla olevasta magmakammiosta purkautuu laavaa (kuumaa, nestemäistä kiveä), tai on purkautunut aiemmin. Tulivuoret muodostuvat pääasiassa tektonisten laattojen liikkeistä ja niihin liittyvästä magman liikkeestä maan kuoressa ja vaipassa.

Tektoninen tausta ja muodostuminen
Maankuoressa on noin 17 suurta, jäykkää tektonista levyä, jotka kelluvat kuumemman, pehmeämmän vaipan kerroksen päällä. Tulivuoria syntyy tyypillisesti kolmessa pääympäristössä:

• Laattojen erkanemisvyöhykkeet (divergentit rajat), joissa muodostuu usein merellinen tulivuustoiminta ja uusi laatta-aines.
• Laattojen törmäysvyöhykkeet (konvergentit rajat), joissa toinen laatta painuu toisen alle ja sulaa osittain muodostaen magmaa, joka voi purkautua tulivuorina.
• Vaippapilvet eli niin sanotut "kuumat pisteet", joissa magma nousee vaipasta kaukana laattojen rajoista (esimerkiksi Havaiji).

Tulivuoria voi muodostua myös siellä, missä maankuoren laatat venyvät ja ohenevat, kuten Itä-Afrikan repeämässä. Sen sijaan alueilla, joissa kaksi mannerlaattaa liukuu toistensa ohi (transform-rajat), tulivuoria ei yleensä esiinny.

Magmakammio ja purkausmekanismi
Magma muodostuu osittaisesta sulamisesta vaipassa tai alaraajassa ja kerääntyy magmakammioon kuoren sisään. Kun sisäinen paine kasvaa riittävästi (magma, kaasut ja lämpötila), magmaa, kaasua ja katkenneita kivipaloja pääsee purkautumaan kraatterin tai sivuaukkojen kautta. Purkauksia voi tapahtua hiljaisesti (juoksevaa laavaa) tai räjähtävinä (paineen äkillinen vapautuminen).

Mitä purkauksissa voi tulla ulos?

• Laava (sulanut kiviaines)
• Höyry ja muut vesipitoiset kaasut
• Kaasumaiset rikkiyhdisteet sekä muut vulkaaniset kaasut (esim. CO2, H2S)
• Tuhka (fiiinipartikkelit) ja vulkaaninen tuhka, joka leviää ilmakehään
• Rikkoutuneet kivilohkareet ja pyroklastinen aine (pienemmät ja suuremmat palaset)

Purkaustyypit ja niihin liittyvät vaarat
Purkaukset voivat vaihdella rauhallisesta laavavirroista erittäin väkivaltaisiin räjähdyksiin. Erityisen vaarallisia ilmiöitä ovat:

• Pyroklastiset virtaukset (kuumat tuhka- ja kaasupilvet), jotka liikkuvat nopeasti ja tuhoavat kaiken tiellään.
• Laharit eli vulkaaniset mutavyöryt, jotka syntyvät tulivuoren rinteillä sekoittuneesta vedestä ja irtaimesta aineksesta.
• Laavavirrat, jotka polttavat ja hautaavat rakenteita mutta liikkuvat yleensä hitaammin.
• Tuhkasade, joka voi kattaa laajoja alueita, vaurioittaa koneistoja, vesivaroja ja hengityselimiä sekä häiritä ilmailua.
• Vaaralliset kaasupäästöt (esim. rikkidioksidi tai hiilidioksidi), jotka voivat olla tappavia paikallisesti.

Tulivuorityypit
Tulivuoria luokitellaan usein muodon ja purkaustyypin mukaan. Yleisimmät ovat:

• Kilpitulivuori (esimerkiksi Mauna Loa): matala, laajat rinnetöllykset, jossa laava on juoksevaa ja purkaukset usein vähemmän räjähtäviä. Linkissä mainittu kilpitulivuori -termin esimerkki.
• Kerrostulivuori (stratovulkaaninen): jyrkempi muoto, koostuu vuorotellen laavakerroksista ja pyroklastisista aineksista; purkaukset voivat olla hyvin räjähtäviä.
• Kuonamäet (cinder cones) ja pienemmät kraatterit: yleensä yksittäisiä tai ketjumaisia muotoja, syntyvät nopeasti kertapurkausten yhteydessä.
• Kaltet ja calderat: suurten räjähdysten tai romahtamisen seurauksena syntyneitä suuria kuoppia, joihin voi muodostua uusi tulivuoritoiminta.

Vulkanismi muilla planeetoilla
Tulivuoria on muillakin planeetoilla kuin maapallolla. Esimerkiksi Marsin Olympus Mons on aurinkokunnan suurin tunnettu tulivuori. Näillä kohteilla vulkanismi voi poiketa maapallon aktiivisuudesta, mutta perusperiaatteet — magma nousemassa vaipasta — ovat samanlaisia.

Vulkanologinen tutkimus ja varoitusjärjestelmät
Vulkanologit tutkivat tulivuoria monialaisesti (geologia, kemia, maantiede, mineralogia, fysiikka ja myös sosiologia) arvioidakseen riskejä ja ennustaakseen purkauksia. Tärkeitä seurantamenetelmiä ovat:

• Seisminen valvonta (maanjäristyksien määrän ja luonteen muutokset)
• Maaperän muodonmuutosten mittaus (GPS, tiltomittarit)
• Kaasupäästöjen seuranta (esim. SO2, CO2)
• Satelliittihavainnot (lämpötila-anomaliat, tuhkapilvet)
• Maastokartoitukset ja geokemialliset analyysit

Maailman suurin tulivuori — Mauna Loa
Maailman suurin tulivuori on nimeltään Mauna Loa Havaijilla. Mauna Loa on osa Havaijin Big Islandin viidestä tulivuoresta. Viimeksi tämä tulivuori purkautui vuonna 1984 ja se on purkautunut 33 kertaa viimeisten 170 vuoden aikana. Kuten muutkin Havaijin tulivuoret, Mauna Loa syntyi, kun Tyynenmeren mannerlaatta liikkui yli Havaijin kuumapisteen maan vaipassa. Mauna Loa on 4 196 metriä korkea ja on luonteeltaan kilpitulivuori. Sen eräät laavapurkaukset ovat jättäneet pitkiä laavajälkiä — viimeaikaisin merkittävä laavajälki oli jopa 51 kilometrin pituinen.

Yhteenveto
Tulivuoret ovat dynaamisia geologisia muodostumia, jotka vaikuttavat paikalliseen ja globaaliin ympäristöön. Ne syntyvät vaipan ja kuoren prosessien seurauksena ja voivat purkautuessaan aiheuttaa laaja-alaisia vaikutuksia: tulipaloja, tuhkaa, ilmaston väliaikaisia muutoksia sekä sosiaalis-taloudellisia vaikutuksia. Tutkimus, seuranta ja valmiussuunnittelu auttavat vähentämään purkausten aiheuttamia vahinkoja ja suojelemaan ihmisiä ja infrastruktuuria.

Tulivuorten tyypit

Tulivuorista purkautuva laava ja pyroklastinen materiaali (tuhkapilvet, laavan palaset ja höyry) voivat muodostaa monenlaisia maan muotoja. Tulivuoria on kahta peruslajia.

Suojatulivuoret

Nämä tulivuoret muodostuvat nestemäisestä, vähähiilipitoisesta mafisesta laavasta.

Suojatulivuoret rakentuvat jatkuvista purkauksista (ilman räjähdyksiä) syntyneistä laavakerroksista. Koska laava on niin juoksevaa, se leviää usein laajalle alueelle. Suojatulivuoret eivät kasva kovin korkeiksi, ja laavakerrokset levittäytyvät niin, että tulivuoren sivut ovat loivasti kaltevat. Suojatulivuoret voivat tuottaa valtavia alueita basalttia, jota laava yleensä on jäähtyneenä.

Tulivuoren pohja kasvaa peräkkäisten purkausten aikana, jolloin jähmettynyt laava leviää ja kerääntyy. Jotkin maailman suurimmista tulivuorista ovat kilpitulivuoria.

Vaikka niiden sivut eivät ole kovin jyrkkiä, suojatulivuoret voivat olla valtavia. Havaijilla sijaitseva Mauna Kea on maapallon suurin vuori, jos se mitataan sen merenpohjassa olevasta perustasta.

Stratovulkaanit

Stratovulkaani, joka tunnetaan myös nimellä komposiittitulivuori, on korkea, kartiomainen tulivuori. Se rakentuu monista kerroksista kovettunutta laavaa, tefraa, hohkakiveä ja vulkaanista tuhkaa.

Toisin kuin kilpitulivuorilla, kerrostulivuorilla on jyrkkä profiili ja ne purkautuvat säännöllisesti. Stratovulkaanien laava jäähtyy ja kovettuu ennen kuin se leviää laajalle. Se on tahmeaa eli sen viskositeetti on suuri. Tätä laavaa muodostava magma on usein felsistä magmaa, jossa on korkea tai keskinkertainen piidioksidipitoisuus, ja vähemmän mafista magmaa. Suuret felsiset laavavirrat ovat harvinaisia, mutta ne ovat kulkeutuneet jopa 15 kilometrin päähän.

Kaksi kuuluisaa stratovulkaania ovat Japanin Fuji-vuori ja Vesuvius. Molemmilla on suuret pohjat ja jyrkät sivut, jotka jyrkkenevät ja jyrkkenevät huipun lähestyessä. Vesuvius on kuuluisa siitä, että se tuhosi Pompeijin ja Herculaneumin kaupungit vuonna 79 jKr. ja tappoi tuhansia ihmisiä.

Caldera

Kaldera on altaan kaltainen alue, joka on muodostunut maan sortuessa tulivuorenpurkauksen jälkeen. Tämä tapahtuu sen jälkeen, kun valtava stratovulkaaninen tulivuori on räjäyttänyt huippunsa. Kraatterin pohja vajoaa, jolloin tulivuoren huipun kohdalle jää kaldera. Krakatoa, joka tunnetaan parhaiten vuonna 1883 tapahtuneesta katastrofaalisesta purkauksestaan, on nyt paljon pienempi.

 
Tavurvur, aktiivinen stratovulkaani lähellä Rabaulia Papua-Uudessa-Guineassa.  


Fuji-vuori, aktiivinen kerrostulivuori Japanissa, joka purkautui viimeksi vuosina 1707-08.  

Miten tulivuoret muodostuvat

Pääprosesseja on kaksi.

Tulivuoria syntyy, kun kaksi mannerlaattaa osuu yhteen. Kun nämä kaksi levyä kohtaavat, toinen niistä (yleensä valtamerilevy) painuu mannerlaatan alle. Tämä on subduktioprosessi. Sen jälkeen se sulaa ja muodostaa magmaa (magmakammion sisällä), ja paine kasvaa, kunnes magma purkautuu maankuoren läpi.

Toinen tapa on, kun mannerlaatta liikkuu maankuoren kuuman pisteen yli. Kuuma piste tunkeutuu kuoren läpi, kunnes se murtautuu läpi. Yellowstonen puiston kaldera muodostui tällä tavoin, samoin Havaijin saaret.

 
Tulivuoren osat:   1. Suuri magmakammio 2. Kallioperä 3. Johtokäytävä (putki) 4. Pohja 5. Kynnys 6. Haaraputki 7. Tulivuoren päästämät tuhkakerrokset 8. Sivu 9. Sivuputki Tulivuoren päästämät laavakerrokset 10. Kurkku 11. Loiskartio 12. Laavavirta 13. Venttiili 14. Kraatteri 15. Tuhkapilvi  

Luokitus

Perinteinen tapa luokitella tai tunnistaa tulivuoria on niiden purkautumismalli. Aktiivisiksi kutsutaan niitä tulivuoria, jotka voivat purkautua uudelleen milloin tahansa. Niitä, jotka ovat nyt hiljaisia, kutsutaan lepotilassa oleviksi (inaktiivisiksi). Tulivuoria, jotka eivät ole purkautuneet historiallisena aikana, kutsutaan sammuneiksi.

Aktiivinen

Aktiivinen tulivuori purkautuu parhaillaan tai se on purkautunut viimeisten 10 000 vuoden aikana. Esimerkki aktiivisesta tulivuoresta on Mount St. Helens Yhdysvalloissa.

Lepo (inaktiivinen)

Lepotulivuori "nukkuu", mutta se voi herätä tulevaisuudessa. Yhdysvalloissa sijaitsevaa Mount Rainieria pidetään uinuvana.

Sammunut (kuollut tulivuori)

Sammunut tulivuori ei ole purkautunut viimeisen 10 000 vuoden aikana. Edinburghin linna Skotlannissa sijaitsee sammuneen tulivuoren päällä.

 
Edinburghin linna sammuneen tulivuoren paikalla, n. 1581.  

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on tulivuori?

K: Miten tulivuoret muodostuvat?

Kysymys: Mitä aineita aktiivisesta tulivuoresta tulee ulos?

K: Missä muualla kuin maapallolla esiintyy tulivuoria?

K: Kuka tutkii tulivuoria?

K: Mikä on maailman suurin tulivuori?

K: Milloin Mauna Loa purkautui viimeksi?

Hae kirjaimella