Ciekawostki o wulkanach: 40 sprawdzonych faktów

Według Służby Geologicznej Stanów Zjednoczonych (USGS) na świecie jest około 1350 potencjalnie aktywnych wulkanów, nie licząc ciągłych pasm wulkanów na dnie oceanów, np. wzdłuż Grzbietu Śródatlantyckiego. Około 500 z nich wybuchało w czasach historycznych. Wiele leży wokół Oceanu Spokojnego, w tzw. Pierścieniu Ognia. W USA i na ich terytoriach jest około 170 potencjalnie aktywnych wulkanów.[1]

W latach 2000–2025 na świecie wybuchało średnio około 72 wulkanów rocznie, a liczba erupcji sięgała około 78 na rok. Według Global Volcanism Program Smithsonian Institution w każdej chwili zwykle trwa erupcja co najmniej 20 wulkanów. Baza programu obejmuje 1214 wulkanów aktywnych w holocenie, czyli w ciągu ostatnich około 12 000 lat, i 11 089 ich erupcji.[2][3]

Stany Zjednoczone mają 165 wulkanów, które wybuchały w ciągu ostatnich 12 000 lat, najwięcej na świecie. Na kolejnych miejscach zestawienia Smithsonian Institution są Japonia ze 116 wulkanami, Rosja ze 106 i Indonezja ze 101. Indonezja prowadzi za to pod względem trwających erupcji: 31 marca 2026 r. wybuchało tam 7 wulkanów, m.in. Merapi i Semeru.[3]

Według amerykańskiej agencji NOAA około 3/4 całej aktywności wulkanicznej na Ziemi to głębokie, podwodne erupcje. Większość grzbietów śródoceanicznych, wzdłuż których rozsuwa się dno morskie, leży na głębokości ponad 2000 m. Na przykład na Grzbiecie Śródatlantyckim płyty oddalają się od siebie zwykle o 1–2 cm rocznie.[4]

Mauna Loa na Hawajach wznosi się na ponad 4 km nad poziom morza i jest największym aktywnym wulkanem na Ziemi. Jej podwodne zbocza schodzą o kolejne 5 km do dna oceanu. Ogromna masa wulkanu wgniata dno morskie o następne 8 km. Dlatego szczyt Mauna Loa leży około 17 km nad podstawą wulkanu.[5]

Strefa, z której wyrastają wulkany, leży 70–200 km pod powierzchnią Ziemi, w górnym płaszczu. Temperatura jest tam na tyle wysoka, że skały się topią i powstaje magma. Jest ona lżejsza od otaczających skał, więc unosi się ku powierzchni. Często gromadzi się w podziemnych zbiornikach zwanych komorami magmowymi. Magma, która wydostanie się na powierzchnię, to lawa.[6]

Skały wulkaniczne dzieli się na 4 główne grupy: bazalty, andezyty, dacyty i ryolity. Różnią się głównie zawartością krzemionki, od około 50% w bazalcie do około 75% w ryolicie. Im więcej krzemionki, tym bardziej lepka jest magma. Rzadka, bazaltowa lawa spływa łagodnie, a gęste, bogate w krzemionkę magmy wiążą się z gwałtownymi, wybuchowymi erupcjami.[6]

Potoki lawy tworzą ponad 99% nadwodnej części wulkanów Hawajów, a ich 2 główne rodzaje noszą hawajskie nazwy, używane dziś na całym świecie. Pahoehoe to rzadsza lawa o gładkiej lub sznurowatej powierzchni, a aa to lawa gęstsza, pokryta stosami ostrych, luźnych bloków. Obie mają ten sam skład chemiczny, a różnią się temperaturą erupcji i prędkością płynięcia. Jeśli uwzględnić podmorskie potoki lawy grzbietów oceanicznych, to właśnie potoki lawy są najczęstszym produktem wulkanów.[7][6]

Od pierwszej zapisanej aktywności w 1500 r. p.n.e. Etna na Sycylii wylewała lawę ponad 150 razy. Wulkan Mauna Loa na Hawajach to przykład wulkanu tarczowego: ogromnej, łagodnie nachylonej góry zbudowanej z wielu wylewów rzadkiej lawy. Japońska Fudżi to z kolei klasyczny stratowulkan o stromych zboczach, zbudowany z naprzemiennych warstw popiołu i lawy.[6]

20 lutego 1943 r., po kilku tygodniach trzęsień ziemi, na polu kukurydzy w Meksyku zaczął wybuchać nowy wulkan Parícutin. W pierwszym tygodniu jego stożek urósł na ponad 150 m. Erupcja trwała 9 lat, do 1952 r., a stożek żużlowy wznosił się wtedy 424 m nad dawnym polem. Lawa i popiół zniszczyły i zasypały 2 wioski oraz setki domów.[8][9]

Islandzka wyspa Surtsey powstała podczas erupcji wulkanicznych w latach 1963–1967, około 32 km od południowego wybrzeża Islandii. Naukowcy badają ją od 1964 r., a pierwsza roślina naczyniowa pojawiła się tam w 1965 r. Do 2004 r. naliczono 60 gatunków roślin naczyniowych, a na wyspie o powierzchni 141 ha żyje 335 gatunków bezkręgowców. W 2008 r. Surtsey wpisano na Listę światowego dziedzictwa UNESCO.[10]

Erupcja wulkanu Tambora w Indonezji w 1815 r. była według USGS największym wybuchem wulkanu w udokumentowanej historii. Wyrzuciła około 30–80 razy więcej popiołu niż Mount St. Helens w 1980 r. i otrzymała 7 stopień w skali VEI. USGS podaje liczbę 92 000 ofiar. Erupcja zaczęła się 5 kwietnia, a główny wybuch nastąpił 10 kwietnia.[11][12][13]

Erupcja Tambory z 1815 r. wywołała w 1816 r. długotrwałe, ekstremalne zjawisko klimatyczne nazwane rokiem bez lata. Silne zimno dotknęło Nową Anglię, Europę, Chiny i inne regiony nawet przez 17 miesięcy. W Nowej Anglii plony mogły spaść o 90%. Zima 1816 r. była tak mroźna, że zatoka Penobscot zamarzła na całym odcinku od Belfast do Castine.[11]

Erupcja wulkanu Krakatau w Indonezji w 1883 r. pochłonęła ponad 36 000 ofiar. USGS ocenia ją na 6 stopień w skali VEI. Smithsonian Institution zwraca uwagę, że po tej katastrofie i po tragediach z 1902 r., m.in. na Mont Pelée z około 29 000 ofiar, w kolejnych latach zgłaszano więcej aktywnych wulkanów. Wynikało to z większego zainteresowania opinii publicznej, a nie ze wzrostu aktywności.[14][15]

Wybuchowość erupcji mierzy się w skali VEI, w której największe erupcje w historii, czyli supererupcje, mają stopień 8. Skala jest logarytmiczna: od stopnia 2 każdy kolejny stopień oznacza 10 razy większą objętość popiołu. Erupcja o sile 5, jak Mount St. Helens w 1980 r., wyrzuca około 1 km³ popiołu, a o sile 6, jak Pinatubo w 1991 r., blisko 10 km³. Wybuch Wezuwiusza z 79 r., który zniszczył Pompeje i Herkulanum, oceniono tylko na 5.[16][15]

Wulkan Pinatubo na Filipinach wybuchał od 12 do 16 czerwca 1991 r., a kolumny erupcyjne sięgnęły 40 km wysokości. Erupcja wprowadziła do stratosfery około 17 mln t dwutlenku siarki. Na półkuli północnej zaobserwowano ochłodzenie powierzchni sięgające 0,5–0,6 °C. W latach 1992–1993 nad dużą częścią Ziemi wystąpiło ochłodzenie, które mogło sięgać 0,4 °C.[17]

Szczelinowa erupcja Laki na Islandii w latach 1783–1784 uwolniła około 120 mln t dwutlenku siarki. To 6 razy więcej niż Pinatubo w 1991 r., która wprowadziła do stratosfery chmurę około 20 mln t tego gazu. USGS zalicza wybuch Pinatubo do największych erupcji XX wieku. Po tej erupcji powierzchnia Ziemi była chłodniejsza przez 3 lata.[18]

18 maja 1980 r. o 8:32 trzęsienie ziemi o magnitudzie 5,1 wywołało na wulkanie Mount St. Helens lawinę gruzową o objętości około 2,5 km³. Odpowiada to objętości 1 mln basenów olimpijskich. Lawina popłynęła aż 23 km w dół doliny rzeki North Fork Toutle. Po erupcji w szczycie wulkanu powstał otwarty na północ amfiteatr o wymiarach 1,9 na 2,9 km.[19]

18 maja 1980 r. erupcja Mount St. Helens zabiła 57 osób. Lahary, czyli spływy błotne, uszkodziły 27 mostów i prawie 200 domów. Wiatr przeniósł ponad 540 mln t popiołu na wschód nad Stanami Zjednoczonymi. Popiół widocznie opadał jeszcze ponad 1500 km od wulkanu, a chmura okrążyła Ziemię w 15 dni.[20][19]

W 2018 r. erupcja wulkanu Kīlauea na Hawajach przykryła lawą ponad 700 budynków i 48 km dróg. Lawa zalała 35,5 km², a przy wschodnim krańcu wyspy powstało 875 akrów, czyli około 354 ha, nowego lądu. Łącznie wypłynęło około 1,5 km³ lawy. Kaldera na szczycie zapadła się o ponad 500 m, czemu towarzyszyło ponad 60 000 trzęsień ziemi.[21]

15 stycznia 2022 r. pióropusz z wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai w ciągu około 30 minut wzniósł się na wysokość 58 km. Był 1,5 raza wyższy od pióropusza Pinatubo z 1991 r., który sięgał 35 km i był dotąd najwyższym w erze satelitarnej. Według badacza NASA chmura wzniosła się 2,5 raza wyżej niż jakakolwiek obserwowana burza.[22]

Erupcja wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha’apai z 15 stycznia 2022 r. wyrzuciła do stratosfery około 146 teragramów, czyli 146 mln t, pary wodnej. To 10% wody, która była już w tej warstwie atmosfery. Taka ilość wypełniłaby ponad 58 000 basenów olimpijskich. Nadmiar pary wodnej może pozostać w stratosferze przez kilka lat.[23]

Spływy piroklastyczne mogą pędzić z prędkością do 160 km/h i mieć temperaturę od 100 do 700 °C. To mieszanina gorących cząstek wulkanicznych, gazów i powietrza, która spływa po zboczach wulkanu, niszcząc i spalając niemal wszystko na swojej drodze. Britannica uznaje je za najgroźniejszy i najbardziej niszczycielski przejaw wybuchowego wulkanizmu.[6]

Fragmenty wyrzucane przez wulkany dzieli się na co najmniej 4 grupy według wielkości. Najdrobniejszy jest pył wulkaniczny, przypominający mąkę, potem popiół o ziarnach do wielkości ryżu, a następnie żużel wulkaniczny, czyli scoria, o wielkości od 2 do około 64 mm. Większe fragmenty to bloki i bomby. Duże bloki potrafią polecieć nawet 20 km od krateru. Bomby wulkaniczne są w locie rozżarzone i miękkie, a część z nich ma spękaną skorupę i nazywa się bombami chlebowymi.[6]

W sierpniu 1986 r. nad jeziorem kraterowym Nyos w Kamerunie ponad 1700 osób zginęło po nagłym uwolnieniu dwutlenku węgla. Naukowcy przypuszczają, że gaz pochodzenia wulkanicznego przez wieki przesączał się do jeziora i gromadził w jego głębokich warstwach. Jakieś zaburzenie, np. duże osunięcie ziemi do jeziora, mogło wywołać gwałtowne odgazowanie, które wymieszało wodę.[6]

Późnym wieczorem 13 listopada 1985 r. lahary z wulkanu Nevado del Ruiz w Kolumbii dotarły do miasta Armero. W ciągu kilku minut zginęło tam 23 000 osób, większość mieszkańców. Miasto zbudowano na dawnych osadach laharów, 45 km od wulkanu. Łącznie erupcja z 1985 r. pochłonęła ponad 25 000 ofiar.[24]

W 1980 r. na wulkanie Mount St. Helens w USA zawaliło się jedno zbocze stożka i doszło do skierowanego wybuchu w bok. Taki wybuch może zniszczyć teren o powierzchni kilkuset kilometrów kwadratowych, zwłaszcza gdy chmura jest pełna okruchów skalnych i zachowuje się jak spływ piroklastyczny. Na Mount St. Helens zniszczony obszar miał 600 km². Niebezpieczne są też lahary, czyli spływy wody z okruchami skalnymi i popiołem, które powstają np. gdy erupcja roztapia lód i śnieg na szczycie, a mogą się zdarzyć nawet bez erupcji.[25][19][26]

W ciągu ostatnich 2 mln lat okolice Parku Narodowego Yellowstone w USA przeżyły 3 wielkie zapadnięcia kaldery. Towarzyszyły im erupcje piroklastyczne, które wyrzuciły od 280 do 2500 km³ materiału w postaci spływów i opadów popiołu. Wielkie spływy piroklastyczne mogą przykryć warstwą osadów setki, a nawet tysiące kilometrów kwadratowych wokół zapadniętej kaldery.[6]

Najczęstsze gazy wulkaniczne to 4 związki: para wodna, dwutlenek węgla, dwutlenek siarki i siarkowodór. W mniejszych ilościach wulkany wydzielają m.in. wodór, hel, azot, chlorowodór, fluorowodór i rtęć. Skład gazów zależy od temperatury, ciśnienia i dostępu tlenu. Gazy z fumaroli lub z nagle przewracającego się jeziora kraterowego mogą dusić lub zatruwać ludzi i zwierzęta.[6]

Badania na wulkanie Kilauea na Hawajach wskazują, że dwutlenek węgla zaczyna oddzielać się od magmy już na głębokości około 40 km. Większość gazów siarkowych i para wodna uwalniają się dopiero, gdy magma jest blisko powierzchni. Fumarole przy szczycie Kilauei są bogate w dwutlenek węgla, który uchodzi z komory magmowej położonej 3–4 km pod powierzchnią.[6]

Wulkany na lądzie i pod wodą emitują rocznie od 0,13 do 0,44 mld t dwutlenku węgla. To mniej niż 1% tego, co wytwarzają ludzie: w 2010 r. działalność człowieka odpowiadała za około 35 mld t CO₂. Emisje ludzkie są 80–270 razy większe niż wulkaniczne. Ludzkość potrzebuje zaledwie 2,7 dnia, by wyemitować tyle CO₂, ile wszystkie wulkany przez rok.[18]

Jeszcze w 1768 r. pierwsze wydanie Encyclopaedia Britannica powielało dawny błąd, opisując wulkany jako „płonące góry”, zbudowane prawdopodobnie z siarki i innych substancji, które fermentują i się zapalają. Dziś geolodzy wiedzą, że wulkanizm to sposób, w jaki Ziemia oddaje ciepło z wnętrza: skorupa i płaszcz częściowo się topią, a magma unosi się ku powierzchni.[6]

Lista wulkanów aktywnych w czasach historycznych spisana około 2000 lat temu objęłaby tylko 9 wulkanów śródziemnomorskich i górę Kamerun w Afryce Zachodniej. Przez kolejne 10 stuleci przybyło zaledwie 30 nazw, z czego 18 japońskich. Do 1400 r. lista liczyła 63 wulkany. Gwałtowny wzrost liczby znanych wulkanów i erupcji nastąpił około 1500 r., gdy odkrywcy dotarli do Ameryki Łacińskiej i dużej części zachodniego Pacyfiku.[27]

W danych z ostatnich 200 lat 2 największe spadki liczby zgłaszanych aktywnych wulkanów przypadają na okresy wojen światowych. W latach 1941–1945 liczba aktywnych wulkanów zgłaszanych z zachodniego Pacyfiku i Indonezji spadła o prawie 1/3. Podobnie gwałtowny spadek nastąpił po krachu giełdowym w 1929 r. Smithsonian Institution tłumaczy, że ludzie byli wtedy zajęci innymi sprawami i rzadziej zgłaszali erupcje.[27]

Na Io, księżycu Jowisza, jest według NASA około 400 wulkanów. Aktywność wulkaniczną odkryto tam dopiero w 1979 r. dzięki sondzie Voyager 1. Pióropusz z wulkanu Tvashtar sięgał 330 km nad powierzchnię. Siły pływowe sprawiają, że powierzchnia Io unosi się i opada nawet o 100 m, co wytwarza we wnętrzu księżyca ogromne ilości ciepła.[28][29][30]

Olympus Mons na Marsie to największy wulkan Układu Słonecznego, wznoszący się na 27 km przy podstawie o szerokości 600 km. To wulkan tarczowy, zbudowany z rzadkiej lawy. Tak wielkie wulkany mogą istnieć na Marsie dzięki niskiej grawitacji i brakowi ruchów płyt tektonicznych. Największy aktywny wulkan Ziemi, Mauna Loa, mierzy od podstawy około 17 km.[31][32][5]

Sonda Magellan zmapowała w latach 1990–1992 aż 98% powierzchni Wenus. Po ponownej analizie jej zdjęć naukowcy opisali w 2024 r. ślady świeżych wylewów lawy przy wulkanie Sif Mons i na równinie Niobe Planitia. Pierwsza erupcja dała około 30 km² nowej skały, a druga około 45 km². Wcześniej zmiany zauważono w kraterze związanym z wulkanem Maat Mons.[33]

Skały i wzgórza Krainy Wygasłych Wulkanów w Sudetach Zachodnich zapisały aż 3 okresy aktywności wulkanicznej: sprzed 400–500 mln lat, sprzed około 300–280 mln lat i sprzed 35–15 mln lat. Obszar ten dołączył do Światowej Sieci Geoparków UNESCO jako trzeci w Polsce, po Geoparku Góry Świętokrzyskie i Geoparku Łuk Mużakowa. Są tu też jaskinie i głębokie przełomy rzek.[34]

27 marca 2024 r. UNESCO nadało status Światowego Geoparku 18 nowym obszarom, wśród nich Krainie Wygasłych Wulkanów. Procedurę rozpoczęto w 2019 r. Symbolami geoparku są m.in. bazaltowa góra Ostrzyca, bazaltowe Organy Myśliborskie i Czartowskie Skały. Bazalty popękały tu w regularne kolumny podczas stygnięcia lawy.[35][36]

Pierwsze potoki lawy wypłynęły na powierzchnię obecnej Góry Świętej Anny w województwie opolskim około 27 mln lat temu. Według Państwowego Instytutu Geologicznego jeszcze 15 mln lat temu był tu dymiący wulkan, podobny do Wezuwiusza. Główną osią geoparku krajowego są 2 kamieniołomy: wapieni w Ligocie Dolnej i nefelinitów, czyli skał wulkanicznych, na Górze Świętej Anny.[37]