Jakie procesy wywołują zjawiska wulkaniczne i trzęsienia ziemi?

RDXxx7kqi6Kxl

R1Wb28qtRYesT

RQXTjtXHVW5CW

Aby zrozumieć poruszane w tym materiale zagadnienia, przypomnij sobie:

• wewnętrzną budowę Ziemi;

• przyczyny i konsekwencje płytowej budowy skorupy ziemskiej.

Twoje cele:

• wyjaśnisz, czym są wulkany i jak powstają;

• odczytasz z mapy, gdzie na Ziemi rozmieszczone są wulkany;

• wyjaśnisz przyczyny powstawania, rozmieszczenie geograficzne i konsekwencje trzęsień ziemi.

1. Co to jest wulkan i jak jest zbudowany?

Zjawiska wulkaniczne powstają w wyniku wysokiego ciśnienia materii znajdującej się głęboko pod powierzchnią Ziemi, w skorupie lub płaszczu Ziemi. Powstaje tam magmamagmamagma – gorąca, stopiona masa skał, z dużą ilością wody i gazów. Ciśnienie to powoduje wydobywanie się na powierzchnię stałych, ciekłych i gazowych produktów wulkanicznych. Przez szczeliny i otwory w skorupie ziemskiej wylewa się roztopiona masa skalna, czyli lawalawalawa, a do atmosfery wyrzucane są gazy i popioły wulkaniczne. Miejsce, w którym na powierzchnię kontynentów lub na dno morza punktowo wydobywa się lawa i inne produkty wulkaniczne jest nazywane wulkanemwulkanwulkanem. Od ciśnienia gazów oraz temperatury i lepkości lawy zależy przebieg erupcji oraz kształt stożków wulkanicznych.

RkWtLWlDQod4e

Ilustracja przedstawiająca kulę ziemską na czarnym tle. Wody w kolorze granatowym, powyżej warstwa chmur. Ilustracja przestawia wycięty duży fragment kuli. W środku widać kilka warstw, z których się składa. Od każdej z warstw poprowadzona jest linia wraz z opisem – nazwą warstwy, jej zakresem i w niektórych przypadkach z temperaturą panującą we wnętrzu. W środku znajduje się świecące na biało jądro wewnętrzne. Opis „Jądro wewnętrzne stałe (5100‑6370 kilometrów), 5800 do 6000 stopni Celsjusza”.Otacza je pomarańczowa warstwa będąca jądrem zewnętrznym. Podpis „Jądro zewnętrzne płynne (2900‑5100 kilometrów), 4500‑5800 stopni Celsjusza”.Następnie znajduje się warstwa w kolorze czerwonym stanowiąca płaszcz dolny. Podpis „Płaszcz dolny. (400‑2900 kilometrów), 2000‑4500 stopni Celsjusza”.Dalej leży płaszcz górny, który oznaczono kolorem ciemnoczerwonym. Podpis „Płaszcz górny (35‑400 kilometrów)”. Zewnętrza warstwa jest bardzo cienka, ma kolor czerwono‑brązowy – jest to skorupa ziemska. Podpis „Skorupa ziemska (0‑35 kilometrów)”.Dodatkowo na kuli białymi liniami zaznaczono zasięg litosfery. Obejmuje ona skorupę ziemską i sięga mniej więcej do połowy płaszcza górnego leżącego poniżej. Podpis „Litosfera (skorupa ziemska i wierzchnia, sztywna część płaszcza górnego)".

Wulkany, z których wydostaje się gęsta lawa, dużo gazów oraz popiołów, przybierają zwykle kształt wysokich stożków, dlatego nazywamy je wulkanami stożkowymi. Ich erupcje są gwałtowne i niebezpieczne dla ludzi. Łagodne, powolne erupcje rzadkiej lawy z małą ilością gazów wulkanicznych tworzą płaskie wulkany tarczowe. Wulkany powstają najczęściej w strefach napierania na siebie płyt litosfery – wówczas magma formuje się ze stopionych skał pogrążających się płyt. Wiele wulkanów występuje również w strefach rozrostu dna oceanicznego, a wylewająca się z nich lawa pochodzi z płaszcza ziemskiego. Wulkany spotyka się także daleko od granic płyt litosfery, ale w ich obrębie. Kształtują się one nad tzw. plamami gorąca (ang. hot spot), czyli miejscami, gdzie prądy konwekcyjne w płaszczu ziemskim dostarczają tak wiele ciepła, że potrafi ono przetopić litosferę i umożliwić wędrówkę magmy ku powierzchni Ziemi. Jedna z największych plam gorąca mieści się pod terenem Parku Narodowego Yellowstone w Stanach Zjednoczonych.

R2ooNcv9XkKgV1

Schemat przekroju przez litosferę, płaszcz Ziemi i jądro Ziemi. Warstwa wierzchnia to z lewej strony morze w kolorze niebieskim, a z prawej ląd w kolorze zielonym. Między morzem i lądem – góry i wulkany. Na morzu wulkan powstały w strefach rozrostu dna oceanicznego, a obok, bliżej lądu, kolejny powstały nad tzw. plamą gorąca; na lądzie wulkan powstały w strefie napierania na siebie płyt litosfery. Wulkan w strefie rozrostu dna oceanicznego leży w pasie grzbietu oceanicznego. Pod nim zachodzi aktywność wulkaniczna, kolorem żółtym na ilustracji zaznaczona jest wydobywająca się stamtąd magma. W obrębie leżącego pod litosferą płaszcza Ziemi zaznaczono strzałkami układającymi się w kształt okręgu powstające tam prądy konwekcyjne. Pod wulkanem znajduje się pionowy słup wydobywającej się magmy. Po lewej stronie, w obrębie litosfery strzałki skierowane w lewo, po prawej na prawo, co symbolizuje rozchodzenie się płyty na boki. Między opisanym wulkanem i lądem znajduje się kolejny wulkan. Nie znajduje się on jednak w obrębie grzbietu oceanicznego, jak poprzedni, a jest samotnym stożkiem na morzu. U podstawy pionowego słupa magmy znajduje się napis „plama gorąca”. Po lewej i po prawej stronie wulkanu znajdują się warstwy litosfery, na których naniesiono strzałki skierowane w prawą stronę. Dalej, tuż przed zetknięciem się z płytą kontynentalną, płyta oceaniczna schodzi w głąb Ziemi. Z przeciwnej strony nachodzi na nią płyta kontynentalna. W miejscu zetknięcia się na morzu powstaje głębokie poziome zagłębienie. Nad miejscem wdzierania się płyty oceanicznej pod kontynentalną w głąb płaszcza Ziemi zaznaczono duże skupisko magmy. Wychodzi ona pionowo, tworząc na lądzie stożki wulkaniczne w strefie napierania na siebie płyt litosfery.

Rea4Lreqmca6j1

Na ilustracji przekrój wulkanu. Stożek wulkaniczny jest rozległy, ma dość łagodne zbocza. Podstawa w kolorze szarym z czerwoną magmą wybijającą pionowo ku górze przez komin wulkaniczny. Ognisko magmy ma okrągły kształt, komin wulkaniczny jest cienki i długi. Na szczycie stożka w punkcie ujścia magmy zaznaczony jest krater. Z krateru wypływa lawa, spływa po zboczu wulkanu. Nad kraterem zaznaczono chmurę dynamicznie wzbijającego się w powietrze biało‑szarego pyłu, który na ilustracji podpisano jako „gazy i popioły”. Widać również wystrzeliwujące z krateru małe czerwone cząstki magmy, na ilustracji podpisane jako „bomby wulkaniczne”. Po lewej stronie wulkanu widać również mały komin boczny, który wydobywa się z pionowego komina wulkanicznego pod kątem około czterdziestu pięciu stopni. Znajduje ujście poniżej poziomu krateru, wydobywa się z niego mniejsza ilość biało‑szarego dymu, lawa nie spływa po zboczu.

Rt1vWKHE7Drmz1

Na zdjęciu wulkan stożkowy. Jego zbocza bardzo szeroko rozkładają się po obu stronach. Nie jest porośnięty roślinnością, ma kolor ciemnozielony przechodzący w ciemnobrązowy. W wyższych partiach nieznaczne ilości śniegu. Okolice krateru ostro zakończone, cały wulkan kształtem przypomina szeroki trójkąt. Przed wulkanem, na pierwszym planie widoczna ogrodzona łąka, krzewy i drzewa. Niebo bezchmurne.

RQOoapN0dQlxM1

Film składa się z dwój ujęć. Pierwsze z nich to panoramiczne ujęcie z lotu ptaka. Kamera przesuwa się powoli w lewo. Prezentowany jest bardzo rozległy teren, na którym znajdują się zabudowania, drogi, łąki i lasy. Po lewej stronie duże wgłębienie o średnicy kilkudziesięciu metrów, z którego unosi się dym. Jest to krater wulkanu tarczowego. Wulkan ma rozległą powierzchnię, jego zbocza są bardzo łagodne.Po kilku sekundach pojawia się kolejne panoramiczne ujęcie z dużej wysokości, kamera przesuwa się w prawo. Teren lekko pofałdowany, bez roślinności, przeważa kolor brązowy i ciemnobrązowy. Jest to zbliżenie na krater wulkanu tarczowego z poprzedniego ujęcia. W tle po prawej stronie duże okrągłe wgłębienie o równym dnie. Dodatkowo znajduje się w nim mniejsze wgłębienie o owalnym kształcie, z którego wydobywa się dym.

Film składa się z dwój ujęć. Pierwsze z nich to panoramiczne ujęcie z lotu ptaka. Kamera przesuwa się powoli w lewo. Prezentowany jest bardzo rozległy teren, na którym znajdują się zabudowania, drogi, łąki i lasy. Po lewej stronie duże wgłębienie o średnicy kilkudziesięciu metrów, z którego unosi się dym. Jest to krater wulkanu tarczowego. Wulkan ma rozległą powierzchnię, jego zbocza są bardzo łagodne.Po kilku sekundach pojawia się kolejne panoramiczne ujęcie z dużej wysokości, kamera przesuwa się w prawo. Teren lekko pofałdowany, bez roślinności, przeważa kolor brązowy i ciemnobrązowy. Jest to zbliżenie na krater wulkanu tarczowego z poprzedniego ujęcia. W tle po prawej stronie duże okrągłe wgłębienie o równym dnie. Dodatkowo znajduje się w nim mniejsze wgłębienie o owalnym kształcie, z którego wydobywa się dym.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RQOoapN0dQlxM

Film składa się z dwój ujęć. Pierwsze z nich to panoramiczne ujęcie z lotu ptaka. Kamera przesuwa się powoli w lewo. Prezentowany jest bardzo rozległy teren, na którym znajdują się zabudowania, drogi, łąki i lasy. Po lewej stronie duże wgłębienie o średnicy kilkudziesięciu metrów, z którego unosi się dym. Jest to krater wulkanu tarczowego. Wulkan ma rozległą powierzchnię, jego zbocza są bardzo łagodne.Po kilku sekundach pojawia się kolejne panoramiczne ujęcie z dużej wysokości, kamera przesuwa się w prawo. Teren lekko pofałdowany, bez roślinności, przeważa kolor brązowy i ciemnobrązowy. Jest to zbliżenie na krater wulkanu tarczowego z poprzedniego ujęcia. W tle po prawej stronie duże okrągłe wgłębienie o równym dnie. Dodatkowo znajduje się w nim mniejsze wgłębienie o owalnym kształcie, z którego wydobywa się dym.

Ciekawostka

27 sierpnia 1883 roku miała miejsce jedna z największych erupcji w dziejach ludzkości. Wulkan Krakatau na małej wyspie w Indonezji (pomiędzy Jawą a Sumatrą) wyrzucił 20‑40 kmIndeks górny 3³ popiołów i skał na wysokość 55 km, niszcząc Indeks górny 2²/Indeks dolny 3₃ wyspy. Wybuch było słychać i widać w odległości kilku tysięcy kilometrów. Zginęło kilkadziesiąt tysięcy ludzi.

R18dVcr9gOoTG1

Zdjęcie satelitarne. Ciemnogranatowe morze. Cztery małe wyspy w całości porośnięte roślinnością. Pierwsze trzy są ułożone w jednej linii na górze zdjęcia, czwarta leży na środku poniżej. Środkowa wyspa z górnego rzędu jest najmniejsza. Od północnej części wyspy leżącej pod nią biegnie dorysowany na mapie biały pionowy kontur, który obejmuje swoim zasięgiem górną wyspę oraz część morza wokół niej i pomiędzy obiema wyspami. Jest to zarys konturów dawnej wyspy Krakatau. Kontur jest wskazywany przez białą strzałkę po prawej stronie zdjęcia, obok strzałki znajduje się podpis „Wyspa przed wybuchem wulkanu Krakatau dwudziestego siódmego sierpnia tysiąc osiemset osiemdziesiątego trzeciego roku”. W lewym dolnym rogu miniatura globu z zaznaczoną lokalizacją sfotografowanego miejsca – pomiędzy Sumarą a Jawą.

Uwaga!

Gwałtowne erupcje wulkanów, zwłaszcza wulkanów stożkowych, są bardzo niebezpieczne dla ludzi. Potoki lawy, popiół i bomby wulkaniczne, a najbardziej  lawiny gorących gazów, popiołów i materiału skalnego schodzące z ogromną prędkością w dół stoków wulkanu, potrafią zabić setki, tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy ludzi.

RI4lLmCe8YbdM1

Na zdjęciu kłębiasta mieszanina gazów wulkanicznych i popiołów unosząca się wysoko nad wulkanem. Jest gęsta, występuje w odcieniach koloru szarego, jej słup dorównuje szerokością stożkowi wulkanicznemu. Dodatkowo popioły i gazy dynamicznie rozchodzą się w dół po prawym stoku wulkanu. Na pierwszym planie u stóp wulkanu równy porośnięty trawą teren, zabudowania mieszkalne i nieliczne drzewa.

RaUIioNIpERyw1

Na zdjęciu po prawej stronie zniszczone zabudowania pokryte szarym pyłem. Cały obszar pokryty grubą warstwą szarego pyłu, w nielicznych miejscach widać resztki roślinności. W tle kilka wzniesień. Przez środek zdjęcia przebiega wijąca się szeroka wyrwa, przypominająca koryto rzeki po dużej ulewie.

2. Gdzie można natrafić na wulkany na kuli ziemskiej? Zjawiska powulkaniczne

Większość czynnych wulkanów kuli ziemskiej znajduje się w ogromnym pierścieniu obejmującym niemal cały Ocean Spokojny. Jest on związany ze strefami subdukcji i spreadingu. Do strefy tej zaliczamy wulkany zachodnich wybrzeży Ameryki Południowej i Ameryki Północnej, wschodnie wybrzeża Azji, a szczególnie archipelagi Aleutów, Kurylów, Wysp Japońskich, Filipin i Indonezji aż po Nową Gwineę, archipelagi Oceanii i Nową Zelandię. Nazywamy go Pacyficznym Pierścieniem Ognia. Występuje tam ok. 90% wszystkich czynnych wulkanów na Ziemi. Znacznie mniej wulkanów jest na terenach aktywnych wulkanicznie w Europie (głównie na Islandii i na Morzu Śródziemnym), Afryce (Ryft Wschodnioafrykański i Wyspy Kanaryjskie), na Hawajach i w górach Kaukazu. Pojedyncze występują także w innych miejscach kuli ziemskiej. Wygasłe wulkany, czyli niewykazujące już żadnej aktywności, spotkać można w wielu zakątkach świata, także w Polsce.

W obszarach aktywnych wulkanicznie oraz tam, gdzie wulkany niedawno wygasły, można obserwować wiele zjawisk towarzyszących. Szczególnie efektowne są gejzerygejzergejzery, czyli rodzaj gorących źródeł, z których co pewien czas gwałtownie wydobywa się wrząca woda z parą wodną, osiągając wysokość nawet kilkudziesięciu metrów. Często występują również gorące wody podziemne (wody termalne) oraz gorące źródła, w których woda bez udziału wysokiego ciśnienia spokojnie wypływa na powierzchnię. W wielu miejscach z ciągle gorącego wnętrza Ziemi wydostają się gazy.

3. Rozmieszczenie trzęsień ziemi

Trzęsienia ziemi to drgania skorupy ziemskiej. Te, które rozchodzą się wewnątrz Ziemi, nazywamy falami sejsmicznymi. Z reguły są następstwem rozładowywania naprężeń wynikających z ruchu płyt litosfery. Do częstych przyczyn trzęsień ziemi zalicza się także wybuchy wulkanów. Może do nich dochodzić również na skutek zapadania się stropów jaskiń albo wyrobisk w kopalniach (tzw. tąpnięcia), a także (bardzo rzadko) upadku stosunkowo dużych meteorytów. Największe i najsilniejsze trzęsienia ziemi powstają w strefach kontaktu płyt litosfery. Występują one przede wszystkim w strefach napierania na siebie i przesuwania się płyt litosfery wzdłuż uskoków, często w okolicach czynnych wulkanów oraz w strefach rozrostu dna oceanicznego.

Źródło rozchodzenia się fal sejsmicznych zostało nazwane ogniskiem albo hipocentrumhipocentrumhipocentrum trzęsienia ziemi. Może ono znajdować się na różnej głębokości, nawet kilkuset kilometrów. Miejsce położone na powierzchni Ziemi, bezpośrednio ponad hipocentrum, to epicentrumepicentrumepicentrum. W nim właśnie wstrząsy odczuwane są najwcześniej i są najsilniejsze. Wielkość trzęsień ziemi określa się m.in. za pomocą skali Richteraskala Richteraskali Richtera. Na przykład trzęsienie ziemi o sile 2,0 to delikatne wstrząsy odczuwane tylko przez sejsmografy, występujące setki tysięcy razy na Ziemi w ciągu roku. Natomiast trzęsienie o mocy ok. 9,0 to katastrofalne w skutkach, niszczące całe miasta na wielkiej powierzchni (tysiące kmIndeks górny 2²) wstrząsy, występujące dosyć rzadko – raz na kilka, kilkanaście lat.

Trzęsienia ziemi spotyka się na całej powierzchni kuli ziemskiej, ale ich oddziaływanie jest bardzo zróżnicowane geograficznie.

RdL5MN5b7XR3t1

Na ilustracji prostopadłościan będący wycinkiem Ziemi. Profil ukazuje kilka warstw Ziemi w różnych odcieniach brązu. Na powierzchni Ziemi trawa oraz mały zbiornik wodny. W samym środku przekroju czerwoną kropką oznaczono hipocentrum. Wyprowadzono od niej prostą linię prowadzącą do punktu znajdującego się na powierzchni Ziemi tuż nad hipocentrum. Miejsce to nazywa się epicentrum. Od hipocentrum rozchodzą się równe, stopniowo coraz większe okręgi. Są to fale sejsmiczne. Podobny proces ma miejsce na powierzchni Ziemi wokół epicentrum, fale rozchodzą się po powierzchni Ziemi. Na ilustracji przez punkt hipocentrum biegnie ukośna biała linia. Jest nachylona pod kątem około czterdziestu pięciu stopni. Rozpoczyna się na powierzchni Ziemi, biegnie do końca przedstawionego profilu. Na obrazku opisano ją jako uskok. Powierzchnia Ziemi, a także wszystkie warstwy przekroju położone na lewo od niej znajdują się nieco wyżej niż te, które leżą po prawej stronie zaznaczonej linii uskoku.

Na obszarach starych, sztywnych tarcz kontynentalnych i starych gór trzęsienia ziemi występują bardzo rzadko i są słabe. Nazywamy je obszarami asejsmicznymi. Ich przeciwieństwo stanowią obszary sejsmiczne, czyli takie, gdzie występuje 90% wszystkich trzęsień ziemi, w tym wszystkie najsilniejsze. Obszary sejsmiczne w bardzo dużym stopniu pokrywają się ze strefami kolizji płyt litosfery.

Uwaga!

Katastrofalne trzęsienia ziemi pod dnem oceanów, a jednocześnie w pobliżu wysp lub kontynentów mogą powodować zniszczenia będące efektem zarówno wstrząsów, jak i wywołanych trzęsieniem potężnych fal tsunami. W 2011 roku u wybrzeży japońskiej wyspy Honsiu miało miejsce tragiczne w skutkach trzęsienie ziemi. Duże zniszczenia przyniosło samo trzęsienie. Większe jednak były spustoszenia spowodowane przez falę tsunami, którą ono wywołało. Dodatkowo, w wyniku obu kataklizmów doszło do uszkodzenia elektrowni jądrowej Fukushima, eksplozji i skażenia promieniotwórczego powietrza, wody oraz terenu wokół elektrowni.

R1brPQa4ub8P21

Film składa się z dwóch części. Pierwsza jest animacją obrazującą tsunami, a druga przedstawia ujęcia i zdjęcia ukazujące skutki działania tego rodzaju fali. Animacja rozpoczyna się od planszy tytułowej z napisem: „Geografia. Tsunami”. Następnie prezentowany jest animowany model poziomego wycinka morza. Na górze znajduje się woda, a poniżej ukazane są dwie płyty oceaniczne. Lewa z nich wypiętrza się (dodano na niej strzałkę w górę), a prawa naciera nią (strzałka w prawo). Pomiędzy płytami powiększa się zagłębienie. Po chwili wypiętrzająca się płyta obniża swój poziom, rozkładając się poziomo i wypełniając w znacznym stopniu powstałe zagłębienie między płytami. Skutkiem takiego przemieszczenia się płyty jest powstanie fali na morzu. Tafla wody na animacji wyraźnie kołysze się, fala jest długa i niska. Na górze poziomą strzałką zaznaczono szerokość tak powstałej fali, jest to sto kilometrów. Po obu stronach od miejsca wystąpienia przemieszczenia się płyty oceanicznej i powstania fali dodano strzałki – w prawo i w lewo – sygnalizując rozchodzenia się fal w obie strony. W kolejnym ujęciu ukazano przebieg rozchodzenia się fali. Tym razem jej długość to dwieście kilometrów, a oznaczona pionową strzałką wysokość wynosi pięćdziesiąt centymetrów. Następna część animacji przedstawia moment wdzierania się fali na ląd. Po prawej stronie morze, po lewej plaża, palmy, drobne zabudowania, a dalej spore wzniesienie. Szybko poruszająca się masa wody po zetknięciu z lądem spiętrza się i z impetem wdziera się głęboko w przestrzeń lądu, z łatwością pokonując napotkane przeszkody w postaci drzew lub budynków. Druga część filmu składa się z nagrań przedstawiających skutki tsunami. Otwiera ją ujęcie lotnicze prezentujące z lotu ptaka wdzieranie się fali na ląd. Woda – podobnie jak na poprzedniej animacji – bardzo szybko wdziera się głęboko, zalewając i niszcząc napotkany teren. Kolejny materiałem jest nagranie wideo. Przedstawia wdzierającą się falę na ląd. Pokonuje ona rząd palm rosnących przy plaży, następnie dynamicznie wdziera się w miejską przestrzeń, porywając przy tym samochody i mniejsze przedmioty. Trzecia część filmu to pokaz zdjęć obrazujących skutki tsunami. Na zdjęciach jest podpis „Tsunami Indonezja 2004” oraz „Tsunami Japonia 2011”. Pierwsze zdjęcie przedstawia całkowicie zniszczony dom po przejściu fali, pozbawiony dachu, nie wszystkie ściany są kompletne. Kolejne fotografie ukazują zniszczone duże tereny zalesione, a także rozległą przestrzeń miejską, gdzie na ulicach znajdują się nie tylko zniszczone samochody i budynki, ale również naniesiony materiał (drzewa, fragmenty budynków, łodzie i tym podobne) z terenów, na których przechodziła fala tsunami.

Film składa się z dwóch części. Pierwsza jest animacją obrazującą tsunami, a druga przedstawia ujęcia i zdjęcia ukazujące skutki działania tego rodzaju fali. Animacja rozpoczyna się od planszy tytułowej z napisem: „Geografia. Tsunami”. Następnie prezentowany jest animowany model poziomego wycinka morza. Na górze znajduje się woda, a poniżej ukazane są dwie płyty oceaniczne. Lewa z nich wypiętrza się (dodano na niej strzałkę w górę), a prawa naciera nią (strzałka w prawo). Pomiędzy płytami powiększa się zagłębienie. Po chwili wypiętrzająca się płyta obniża swój poziom, rozkładając się poziomo i wypełniając w znacznym stopniu powstałe zagłębienie między płytami. Skutkiem takiego przemieszczenia się płyty jest powstanie fali na morzu. Tafla wody na animacji wyraźnie kołysze się, fala jest długa i niska. Na górze poziomą strzałką zaznaczono szerokość tak powstałej fali, jest to sto kilometrów. Po obu stronach od miejsca wystąpienia przemieszczenia się płyty oceanicznej i powstania fali dodano strzałki – w prawo i w lewo – sygnalizując rozchodzenia się fal w obie strony. W kolejnym ujęciu ukazano przebieg rozchodzenia się fali. Tym razem jej długość to dwieście kilometrów, a oznaczona pionową strzałką wysokość wynosi pięćdziesiąt centymetrów. Następna część animacji przedstawia moment wdzierania się fali na ląd. Po prawej stronie morze, po lewej plaża, palmy, drobne zabudowania, a dalej spore wzniesienie. Szybko poruszająca się masa wody po zetknięciu z lądem spiętrza się i z impetem wdziera się głęboko w przestrzeń lądu, z łatwością pokonując napotkane przeszkody w postaci drzew lub budynków. Druga część filmu składa się z nagrań przedstawiających skutki tsunami. Otwiera ją ujęcie lotnicze prezentujące z lotu ptaka wdzieranie się fali na ląd. Woda – podobnie jak na poprzedniej animacji – bardzo szybko wdziera się głęboko, zalewając i niszcząc napotkany teren. Kolejny materiałem jest nagranie wideo. Przedstawia wdzierającą się falę na ląd. Pokonuje ona rząd palm rosnących przy plaży, następnie dynamicznie wdziera się w miejską przestrzeń, porywając przy tym samochody i mniejsze przedmioty. Trzecia część filmu to pokaz zdjęć obrazujących skutki tsunami. Na zdjęciach jest podpis „Tsunami Indonezja 2004” oraz „Tsunami Japonia 2011”. Pierwsze zdjęcie przedstawia całkowicie zniszczony dom po przejściu fali, pozbawiony dachu, nie wszystkie ściany są kompletne. Kolejne fotografie ukazują zniszczone duże tereny zalesione, a także rozległą przestrzeń miejską, gdzie na ulicach znajdują się nie tylko zniszczone samochody i budynki, ale również naniesiony materiał (drzewa, fragmenty budynków, łodzie i tym podobne) z terenów, na których przechodziła fala tsunami.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1brPQa4ub8P2

Film składa się z dwóch części. Pierwsza jest animacją obrazującą tsunami, a druga przedstawia ujęcia i zdjęcia ukazujące skutki działania tego rodzaju fali. Animacja rozpoczyna się od planszy tytułowej z napisem: „Geografia. Tsunami”. Następnie prezentowany jest animowany model poziomego wycinka morza. Na górze znajduje się woda, a poniżej ukazane są dwie płyty oceaniczne. Lewa z nich wypiętrza się (dodano na niej strzałkę w górę), a prawa naciera nią (strzałka w prawo). Pomiędzy płytami powiększa się zagłębienie. Po chwili wypiętrzająca się płyta obniża swój poziom, rozkładając się poziomo i wypełniając w znacznym stopniu powstałe zagłębienie między płytami. Skutkiem takiego przemieszczenia się płyty jest powstanie fali na morzu. Tafla wody na animacji wyraźnie kołysze się, fala jest długa i niska. Na górze poziomą strzałką zaznaczono szerokość tak powstałej fali, jest to sto kilometrów. Po obu stronach od miejsca wystąpienia przemieszczenia się płyty oceanicznej i powstania fali dodano strzałki – w prawo i w lewo – sygnalizując rozchodzenia się fal w obie strony. W kolejnym ujęciu ukazano przebieg rozchodzenia się fali. Tym razem jej długość to dwieście kilometrów, a oznaczona pionową strzałką wysokość wynosi pięćdziesiąt centymetrów. Następna część animacji przedstawia moment wdzierania się fali na ląd. Po prawej stronie morze, po lewej plaża, palmy, drobne zabudowania, a dalej spore wzniesienie. Szybko poruszająca się masa wody po zetknięciu z lądem spiętrza się i z impetem wdziera się głęboko w przestrzeń lądu, z łatwością pokonując napotkane przeszkody w postaci drzew lub budynków. Druga część filmu składa się z nagrań przedstawiających skutki tsunami. Otwiera ją ujęcie lotnicze prezentujące z lotu ptaka wdzieranie się fali na ląd. Woda – podobnie jak na poprzedniej animacji – bardzo szybko wdziera się głęboko, zalewając i niszcząc napotkany teren. Kolejny materiałem jest nagranie wideo. Przedstawia wdzierającą się falę na ląd. Pokonuje ona rząd palm rosnących przy plaży, następnie dynamicznie wdziera się w miejską przestrzeń, porywając przy tym samochody i mniejsze przedmioty. Trzecia część filmu to pokaz zdjęć obrazujących skutki tsunami. Na zdjęciach jest podpis „Tsunami Indonezja 2004” oraz „Tsunami Japonia 2011”. Pierwsze zdjęcie przedstawia całkowicie zniszczony dom po przejściu fali, pozbawiony dachu, nie wszystkie ściany są kompletne. Kolejne fotografie ukazują zniszczone duże tereny zalesione, a także rozległą przestrzeń miejską, gdzie na ulicach znajdują się nie tylko zniszczone samochody i budynki, ale również naniesiony materiał (drzewa, fragmenty budynków, łodzie i tym podobne) z terenów, na których przechodziła fala tsunami.

Praktycznie wszystkie trzęsienia ziemi są odnotowywane przez stacje sejsmologiczne rozsiane po całym świecie. Do ich zapisu służą specjalistyczne urządzenia, tzw. sejsmografysejsmografsejsmografy.

R1GJ4uE4B5Zx01

Na ilustracji widoczny jest sejsmograf. Urządzenie składa się z płaskiej dużej podstawy zamocowanej na podłożu oraz obudowy, która jest pionowym słupkiem umieszczonym po lewej stronie podstawy, następnie zmieniającym swój kierunek o dziewięćdziesiąt stopni. Dzięki temu jest on umieszczony równolegle nad podstawą. Powyżej znajduje się objaśnienie i dwie poziome strzałki, skierowane w lewo i w prawo. Tekst nad poziomą częścią obudowy: „obudowa przenosi drgania gruntu na nić”. Z opisanej, poziomej części zwisa okrągły ciężarek zawieszony na sznurku. Do ciężarka przytwierdzony jest mały stożkowaty rysik, który styka się z małym poziomym walcem przymocowanym do podstawy (zamieszczono podpis „sejsmogram – zapis drgań). Na walcu umieszczona jest papierowa taśma, na której zapisywane są ruchy rysika.

R1SFakQginGBb1

Na filmie pokazano kolejno trzy sejsmografy. Zapisują one drgania na papierze owiniętym wokół obracającego się walca. Walec ma około czterdziestu centymetrów szerokości. Sejsmografy zapisują na nim drgania niebieskim atramentem, tworząc dużą ilość leżących obok siebie linii ciągłych. Każdy sejsmograf znajduje się w innej lokalizacji. Sejsmografy w Mauna Loa Strip i Halemaumau rejestrują bardzo niewielkie wychylenia (sięgające kilku milimetrów), sejsmograf w Ahua – o wiele większe, kilkucentymetrowe wychylenia, co zaprezentowane jest na ostatnim ujęciu prezentującym zbliżenie na wskazówkę urządzenia.

Na filmie pokazano kolejno trzy sejsmografy. Zapisują one drgania na papierze owiniętym wokół obracającego się walca. Walec ma około czterdziestu centymetrów szerokości. Sejsmografy zapisują na nim drgania niebieskim atramentem, tworząc dużą ilość leżących obok siebie linii ciągłych. Każdy sejsmograf znajduje się w innej lokalizacji. Sejsmografy w Mauna Loa Strip i Halemaumau rejestrują bardzo niewielkie wychylenia (sięgające kilku milimetrów), sejsmograf w Ahua – o wiele większe, kilkucentymetrowe wychylenia, co zaprezentowane jest na ostatnim ujęciu prezentującym zbliżenie na wskazówkę urządzenia.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1SFakQginGBb

Na filmie pokazano kolejno trzy sejsmografy. Zapisują one drgania na papierze owiniętym wokół obracającego się walca. Walec ma około czterdziestu centymetrów szerokości. Sejsmografy zapisują na nim drgania niebieskim atramentem, tworząc dużą ilość leżących obok siebie linii ciągłych. Każdy sejsmograf znajduje się w innej lokalizacji. Sejsmografy w Mauna Loa Strip i Halemaumau rejestrują bardzo niewielkie wychylenia (sięgające kilku milimetrów), sejsmograf w Ahua – o wiele większe, kilkucentymetrowe wychylenia, co zaprezentowane jest na ostatnim ujęciu prezentującym zbliżenie na wskazówkę urządzenia.

4. Zapobieganie tragicznym skutkom trzęsień ziemi i tsunami

Trzęsienia ziemi i fale tsunami, które są następstwem trzęsienia, niosą ze sobą ogromne skutki negatywne, są to m.in.:

• ofiary w ludziach,

• straty gospodarcze, infrastrukturalne i majątkowe,

• obrywania i przesuwania się materiału skalnego, pęknięcia na powierzchni ziemi,

• zmiany poziomu wód gruntowych,

• zmiany ukształtowania terenu ziemi.

Zapobieganie ogromnym stratom ekologicznym, ludnościowym i gospodarczym wiąże się ściśle z przewidywaniem wystąpienia danych zjawisk, gdyż jeszcze nie wynaleziono metod, które całkowicie zniwelują negatywne skutki trzęsień i fal tsunami.

W przypadku trzęsień ziemi, aby zminimalizować negatywne skutki tego zjawiska wykorzystuje się działania z zakresu inżynierii lądowej, a szczególnie mechaniki konstrukcji. Zapobieganie polega głównie na odpowiednim projektowaniu konstrukcji obiektów budowlanych. Budowle powstają w sposób, który uodparnia je na wstrząsy powstałe podczas trzęsień ziemi.

R1LdgS6XNLUIJ

Symulacja odporności budynku na wpływ fal sejsmicznych. Przedstawia dwa modele kilkudziesięciocentymetrowej wysokości, które prezentują budynki o odmiennej konstrukcji. Budynek znajdujący się po lewej stronie jest zbudowany w tradycyjny sposób, kolejne piętra nakładane są na poprzednie. Budynek po prawej stronie skonstruowany jest w taki sposób, aby uzyskać zwiększoną odporność na trzęsienia ziemi. Składa się z trzech części, których piętra stają się coraz węższe. Opisane makiety stoją na trzęsącej się platformie, dzięki czemu symulowane jest w ten sposób trzęsienie. Budynek o tradycyjnej konstrukcji bardzo odchyla się na boki, jest niestabilny. Drugi budynek ulega jedynie minimalnym wychyleniom.

Symulacja odporności budynku na wpływ fal sejsmicznych. Przedstawia dwa modele kilkudziesięciocentymetrowej wysokości, które prezentują budynki o odmiennej konstrukcji. Budynek znajdujący się po lewej stronie jest zbudowany w tradycyjny sposób, kolejne piętra nakładane są na poprzednie. Budynek po prawej stronie skonstruowany jest w taki sposób, aby uzyskać zwiększoną odporność na trzęsienia ziemi. Składa się z trzech części, których piętra stają się coraz węższe. Opisane makiety stoją na trzęsącej się platformie, dzięki czemu symulowane jest w ten sposób trzęsienie. Budynek o tradycyjnej konstrukcji bardzo odchyla się na boki, jest niestabilny. Drugi budynek ulega jedynie minimalnym wychyleniom.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1LdgS6XNLUIJ

Symulacja odporności budynku na wpływ fal sejsmicznych. Przedstawia dwa modele kilkudziesięciocentymetrowej wysokości, które prezentują budynki o odmiennej konstrukcji. Budynek znajdujący się po lewej stronie jest zbudowany w tradycyjny sposób, kolejne piętra nakładane są na poprzednie. Budynek po prawej stronie skonstruowany jest w taki sposób, aby uzyskać zwiększoną odporność na trzęsienia ziemi. Składa się z trzech części, których piętra stają się coraz węższe. Opisane makiety stoją na trzęsącej się platformie, dzięki czemu symulowane jest w ten sposób trzęsienie. Budynek o tradycyjnej konstrukcji bardzo odchyla się na boki, jest niestabilny. Drugi budynek ulega jedynie minimalnym wychyleniom.

W przypadku tsunami ostrzeganie przed nadchodząca falą jest jedyną metodą na zapobieganie najtragiczniejszym skutkom- utracie życia przez ludność. Nad badaniem tsunami naukowcy pracują od lat. Stworzono międzynarodowe systemy alarmowania o niebezpieczeństwie. Działają one na Pacyfiku, Oceanie Indyjski, w rejonie Karaibów, Morzu Śródziemnym i na Atlantyku, a dokładnie na jego północno‑wschodniej części.

Do ostrzegania przed tsunami wykorzystywana jest różnica pomiędzy prędkością przemieszczania się fal sejsmicznych i tsunami. Fale sejsmiczne przemieszczaj się znacznie szybciej niż tsunami, wykrycie ich umożliwia szybsze wydanie ostrzeżeń i próśb o ewakuacje z nadbrzeżnych miejscowości zagrożonych kataklizmem. Czas pomiędzy wykryciem podmorskich fal sejsmicznych a wystąpieniem tsunami różni się w zależności od oddalenia epicentrum od brzegu. Niekiedy ludność po wydaniu ostrzeżeń ma zaledwie od kliku do kilkunastu minut na ewakuację. Od 2004 roku, po wystąpieniu ogromnego tsunami na Oceanie Indyjskim system opierający się na wykrywaniu podmorskich fal sejsmicznych i ostrzeganiu opiera się na 2 elementach. Pierwszy z nich to detektory tsunami, a drugi to sieć komunikacyjna pomiędzy ośrodkami, wzajemnie informującymi się o niebezpieczeństwie.

Podsumowanie

• Wulkan jest miejscem, gdzie magma z wnętrza Ziemi wydostaje się na powierzchnię w postaci lawy, popiołów i gazów wulkanicznych.

• Wulkany powstają w strefach rozrostu dna oceanicznego, strefach napierania na siebie płyt litosfery i (rzadziej) we wnętrzach płyt litosfery.

• W zależności od charakteru magmy zachodzą różne rodzaje erupcji wulkanicznych, a w ich efekcie powstają różne wulkany.

• Najwięcej czynnych wulkanów funkcjonuje wokół Pacyfiku.

• W sąsiedztwie wulkanów oraz w obszarach, gdzie wulkany już wygasły, występują gorące źródła, wyziewy gazów i gejzery.

• Trzęsienia ziemi występują najczęściej w strefach kolizji płyt litosfery.

Słownik

Ćwiczenia