زمین شناسی محیط زیست

اصول و مفاهیم اصلى جهت درک زمین شناسى محیط زیست، در قالب هشت اصل آورده شده است که در زیر به هر یک از این اصول به طور اختصار شرح داده مى شود.
اصول اول
اولین مشکل زیست محیطى، افزایش جمعیت است. کل اثر محیط یک فرآیند به این صورت تعریف شده است:
تعداد جمعیت X اثر آن فرآیند روى یک نفر = کل اثر محیط یک فرآیند

بنابراین هر چه تعداد جمعیت افزایش یابد اثر کل آن فرآیند بر روى محیط زیاد خواهد بود. این مشکلات ناشى از افزایش جمعیت به نام بمب جمعیت معروف است. با افزایش جمعیت مشکلاتى از قبیل کاهش ذخایر و مشکلات زیست محیطى مانند آلودگى آبهاى زیرزمینى و سطحى و تولید زباله هاى خطرناک به وجود مى آید. 
  

 

زمین شناسی نفت

زمین شناسی نفت از دو کلمه Petroleum Geology تشکیل شده که اصطلاح پترولیوم (روغن سنگ) ، دو کلمه لاتین پترا ، یعنی سنگ والیوم ، یا روغن را شامل می‌شود و Geology هم که به معنی زمین شناسی می‌باشد.

دوران سنوزوئیک

سنوزوئیک یا دوران جدید حیات از دو کلمه Kaincs به معنای جدید و Zoo به معنای حیات ساخته شده است. در این دوران پرندگان در هوا و پستانداران در روی زمین گسترش و تنوع پیدا کردند و زمین خود را برای فرمانروایی انسان آماده کرد. سنوزوئیک 65 میلیون سال اخیر از تاریخ زمین را در بر می‌گیرد. و در طی همین زمان مناظر فیزیکی و اشکال حیاتی جهان امروزی ما بوجود آمدند.

دوران سنوزوئیک بخش بسیار کوچکی از زمان زمین شناسی را نسبت به دورانهای پالئوزوئیک و مزوزوئیک ، تشکیل می‌دهد. اگر چه طول زمانی دوران سنوزوئیک نسبتا کوتاه است. اما دارای تاریخ غنی می‌باشد، زیرا تاریخچه زمین شناسی با نزدیک شدن به زمان حاضر ، کاملتر می‌گردد. دوران نوزیستی به دو دوره و هفت دور (Epoch) تقسیم می‌شود. دوره ترشیدی شامل پنج دوره بوده و حدود 63 میلیون سال طول می‌کشد دوره کواترنری از دو دور تشکیل شده و صرفا 2 میلیون سال اخیر از زمان زمین شناسی را شامل می‌شود.

دیرینه شناسی دوران سنوزوئیک

در دوران سنوزوئیک ، پستانداران جانشین خزندگان و گیاهان نهاندانه جانشین بازدانگان شدند. بی‌مهرگان دریایی نیز شکل جدیدی به خود گرفتند. از میان بی‌مهرگان روزنبران که موجوداتی میکروسکوپی هستند دارای اهمیت فراوانی می‌باشند، زیرا گسترش آنها از لحاظ پراکندگی و میزان فراوانی آنها برای انطباق رسوبات ترشیری بسیار ارزشمند است. سنوزوئیک را غالبا عصر پستانداران می‌نامند، زیرا در این زمان پستانداران ، جانوران عمده خشکی بودند.

در طی ترشیری میانی علفها به سرعت گسترش پیدا کرده و دشتها را پوشاندند. این عامل باعث پیدایش پستانداران علف خوار و به نوبه خود پستانداران گوشتخوار شده است. همچنین در این دوران جانوران سم دار نیز ظهور کردند این جانوران خود به دو قسمت فرد سم مانند اسب و خوک و گرگان و زوج سمی مانند گاو و گوسفند و بز و شتر تقسیم می‌شوند ابتدا فرد سمان بوجود آمدند و پس از آن زوج سمان گسترش پیدا کردند. با گذشت زمان مجموعه موجودات این دوران به زمان حال نزدیکتر شد.

نقش عوامل طبیعی در فرسایش زمین

   
اغلب افرادی که به کوهنوردی می‌روند یا در جاده‌های کوهستانی یا کویری سفر می‌کنند در مسیر خود به کوه‌ها و صخره‌های فرسایش یافته برخورده‌اند که برخی از آنها دارای اشکال عجیبی هستند. معمولاً افرادی که با فرسایش‌های طبیعی آشنایی ندارند، در ذهن آنها این پرسش به وجود می‌آید که این اشکال چگونه پدید آمده‌اند. در این مطلب به عوامل گوناگون فرسایش طبیعی و چگونگی عملکرد آنها می‌پردازیم.
عموماً سنگ‌های پوستة زمین از موادی سخت و محکم تشکیل شده‌اند که به آن‌ها کانی گفته می‌شود. مقاومت کانی‌ها در برابر عوامل فرسایش متفاوت است به گونه‌ای که گاهی سختی و استحکام خود را از دست می‌دهند و در نهایت خرد می‌شوند. در ادامه به طور مختصر به شرح هر یک از عوامل طبیعی فرسایش می‌پردازیم.

کانی دگرگونی

 

کانی دگرگونی

دیدکلی

در سنگهای دگرگونی تعداد زیادی کانی وجود دارد که تعدادی از آنها در سنگهای آذرین و رسوبی هم به فراوانی یافت می‌شوند. ولی عده‌ای از آنها فقط در سنگهای دگرگونی به مقدار قابل توجه مشاهده می‌گردد. معمولا تعداد کانیهای دگرگونی موجود در یک سنگ دگرگونی در حالت تعادل زیاد نبوده و از 5 یا 6 کانی تجاوز نمی‌کند. همچنین در سنگهای دگرگونی همه کانیهایی که در یک مرحله دگرگونی تشکیل می‌شوند همزمان بوده و با هم متبلور می‌شوند. کانیهای دگرگونی در محیط جامد متبلور شده و بسته به نوع و شدت دگرگونی متفاوت می‌باشند.

 

علم زمین شناسی

---

ریشه لغوی

زمین شناسی یا ژئولوژی (Geology) از لغت یونانی Geo به معنی "زمین" و Logos به معنی "علم" یا "منطق" گرفته شده است. به عبارت دیگر زمین شناسی علم مطالعه زمین می‌باشد.

دید کلی

زمین شناسی علمی است که درباره پیدایش زمین ، تشکیلات ، ساختمان و مواد تشکیل دهنده زمین ، کوهها ، دشت‌ها و اقیانوس و همچنین تاریخ پیدایش جانداران و تسلسل وقایع فیزیکی در زمین و بالاخره تحولاتی که در زمین صورت گرفته و می‌گیرد بحث می‌نماید. زمین شناسی در نیم قرن اخیر در جهان و در ربع قرن حاضر در ایران گسترش فراوانی یافت. بسیاری از نظریات سابق دگرگون شد و زمین شناس در بررسی سیاره پرارزش خود به آگاهیهای نوین دست یافت که پایه علوم زمین جدید را فراهم ساخت چون مانند همه رشته‌های تجربی کار زمین شناسی بر اساس مشاهده و تغییر است لذا هر قدر امکان مشاهده مستقیم و غیر مستقیم ما ، از راه‌های ژئوفیزیک ، ژئوشیمی ، ماهواره‌ها و الکترونیک افزایش یابد، طبعا آگاهی‌های ما هم از جهان و از گذشته کره زمین عمیق‌تر می‌گردد.

 

زمین لغزش

زمین لغزش

حرکت توده ای ا زمواد تشکیل دهنده زمین، از یک شیب به سمت پایین را زمین لغزه می نامند. دریک زمین‌لغزه، انبوهی از صخره‌ها، خاک و خرده‌ سنگ‌ها به سمت پایین پرتاب می‌شوند و یا حرکت‌ می‌کنند. زمین‌لغزه ممکن است کوچک یا بزرگ و آرام یا سریع باشد. عواملی چون توفان، زلزله، فوران آتشفشانی، آتش‌سوزی، یخ‌، ایجاد شیب تند زمین از طریق فرسایش یا توسط انسان باعث فعال شدن زمین لغزه می‌گردند. گل و لای و سنگ‌ریزه‌ها، خاک و سایر مواد اشباع شده‌ با آب در بارندگی‌های شدید یا هنگام ذوب سریع برف‌‌ها به تدریج تغییر شکل داده به رودخانه‌ای از گل و لای تبدیل می‌شوند که می‌توانند بدون نیاز به گرما یا با گرمای اندک به صورت بهمن‌های سریع در اثر ضربه به سرعت جاری شوند. این جریان می‌تواند کیلومترها حرکت ‌کرده و از محل اصلی دور شود و با کندن درختان، تخته سنگ‌ها و اشیای موجود در سر راه خود بزرگ و بزرگ‌تر شوند. از دلایل عمدة زمین لغزه، مدیریت نادرست زمین بویژه در مناطق کوهستانی، دره‌ها و نواحی ساحلی می‌باشد. مناطقی‌ که بواسطه آتش‌سوزی در جنگل و بوته‌زارها دچار آتش‌سوزی می‌شوند، از آستانه ‌نشست کمتری برخوردارند از اینرو، ممکن است باعث بروز زمین لغزه شوند. اقدامات قبل از وقوع زمین لغزش ساختمان‌ها را نزدیک شیب‌های تند، لبه‌های کوه، راه‌های آب و سیلاب یا نزدیک دره‌های فرسایشی نسازید. قبل از ساخت و ساز، مطالعات خاک شناسی انجام دهید. برای کسب اطلاعات در مورد احتمال زمین لغزش در منطقه‌ خود می توانید از کارشناسان علوم زمین و متخصصان ژئوتکنیک کمک بگیرید. با به کار بردن این اقدامات مخاطرات خانه را به حداقل‌ برسانید برای جلوگیری از نشت گاز، لوله‌های قابل‌انعطاف، مناسب و مقاوم به کارببرید. (تنها شرکت گاز و افراد متخصص باید در مورد نصب اقدام کنند). سطوح شیب دار نزدیک منزل خود را درختکاری و مشجر نمائید. در مناطقی که احتمال جاری‌شدن گل و لای وجود دارد، کانال‌ها و دیوارهای محافظی برای هدایت جریان به فضایی دور از ساختمان بسازید. به خاطر داشته باشید که اگر دیوارهای محافظی برای تغییر جریان ریزش سنگ‌ها ایجاد می‌کنید نباید به نحوی باشد که به خانة همسایه شما آسیبی برسد. اقدامات حین وقوع‌‌‌‌‌ زمین لغزش اگر فرصت پناه بردن به جای امنی فراهم نیست، داخل ساختمان بمانید و زیر میز یا مبلمان محکم پناه بگیرید. ترک محل، خارج شدن از مسیر جریان گل و لای و زمین لغزش بهترین اقدام است. اگر در منطقه‌ای مستعد زمین لغزه و در مسیر جریان ریزش آوار و سنگ زندگی می‌کنید درصورت امن بودن اقدام به ترک محل نمایید. اگر در خانه ماندید در صورت امکان به طبقه دوم ساختمان بروید. با سازمان آتش‌نشانی منطقه خود، پلیس و سایر سازمان‌های دولتی ‌تماس بگیرید. مسئولین و مقامات رسمی بهترین افرادی هستند که می‌توانند درخطرات بالقوه به کمک شما بیایند. همسایه‌هایی که در معرض خطر هستند را نیز باخبرکنید، کسانی که برای ترک محل به کمک نیاز دارند را دریابید. اگر نزدیک یک نهر یا کانال آب زندگی می‌کنید مراقب هر نوع افزایش و کاهش سطح آب و نیز تغییر وضعیت آب و تبدیل آن به گل و لای باشید، چنین تغییراتی ممکن است نشانة لغزش قسمت بالای رودخانه باشد، به همین خاطر، برای حرکت سریع آماده باشید. بی‌درنگ، بدون برداشتن چیزی خود را نجات دهید. هنگام رانندگی بسیار مراقب باشید. دیوارهای خاکی کنار جاده بسیار در معرض لغزش زمین هستند. اقدامات بعد از وقوع زمین لغزش برای کسب آخرین اطلاعات اضطراری به اخبار رادیو وتلویزیون گوش دهید. مراقب جریان سیل‌ باشید که اغلب بعد از یک زمین لغزش روی می‌دهد.  گاهی اوقات سیل به دنبال لغزش زمین و فروریزی گل و لای جاری می‌شود چراکه علل بروز هر دو یکی است. به سراغ مجروحین و افراد به دام افتاده در نزدیک محل لغزش رفته و به کمک آن ها بشتابید و امدادگران را به موقعیت آنها راهنمایی کنید. به همسایه‌هایتان که نیازمند مساعدت شما هستند. بویژه افراد سالخورده، کودکان و افراد ناتوان کمک کنید. تأسیسات زیربنایی مثل آب، برق وغیره و نیز آسیب به جاده‌ها و خطوط راه‌آهن و.. کنترل نمائید و در صورت مشاهدة خرابی و آسیب مراتب را سریعاً به مراکز مسئول اطلاع دهید. اطلاع در مورد خطرات احتمالی باعث می‌شود هرچه سریع‌تر خطوط اصلی آب، برق و.. قطع شود، که در اینصورت از بروز خیلی از صدمات و خطرات احتمالی جلوگیری به عمل می‌آید. تمام بخش‌های ساختمان اعم از فونداسیون و پی، دودکش و زمین اطراف ساختمان را بررسی کنید. این کار باعث می‌شود که از ایمنی محدوده خود ارزیابی درستی به دست آورید. در زمین های آسیب دیده مجدداً گیاه، بوته و درخت بکارید تا هوازدگی باعث از دست رفتن پوشش سطحی خاک و مستعد شدن منطقه برای سیلاب نگردد. با یک کارشناس ژئوتکنیک برای ارزیابی میزان خطر زمین لغزش در منطقه خود یا طراحی روش‌های مناسب برای کاهش خطر آن مشورت کنید. یک فرد آگاه و متخصص در این زمینه قادرست شما را در اتخاذ بهترین روش برای پیشگیری و یا کاهش خطر زمین لغزش بدون ایجاد مخاطرات بعدی راهنمایی کند. از زندگی در مناطقی که احتمال لغزش زمین در آنها هست دوری کنید. چرا که خطر بروز لغزش‌های بعدی نیز وجود دارد.

 

زمین لغزش

زمین لغزش      

حرکت و جابجایی بخشی از مواد دامنه در امتداد یک سطح گسیختگی مشخص را «لغزش» می‌نامیم. در لغزشهای دامنه‌ای تغییر شکل از نوع «برش ساده» است. لغزش انواع مختلف داشته و در هر نوع مصالحی می‌تواند ایجاد شود. ویژگیهای توده متحرک و شکل سطح گسیختگی معمولا به عنوان عوامل طبقه بندی لغزشها بکار گرفته می‌شوند.

انواع لغزشهای دامنه‌ای

لغزش انتقالی یا ساده

در لغزش انتقالی ، توده‌ای از مواد به روی یک سطح کم و بیش مسطوی به سمت پایین دامنه می‌لغزند. شرایط زمین شناسی و در راس آن وجود ناپیوستگیهای ساختی دارای جهتیابی مناسب ، از جمله عوامل ایجاد یک لغزش انتقالی است.

لغزش دایره‌ای یا چرخشی

لغزش دایره‌ای یا چرخشی عمدتا در دامنه‌های خاکی و خرده سنگی طبیعی و مصنوعی و به مقدار کمتر در دامنه‌هایی که از سنگ خرد شده یا ضعیف و هوازده ساخته شده‌اند، دیده می شود. در این حالت گسیختگی در راستای سطوحی منحنی و قاشقی شکل ، که حداکثر تنش برشی را تحمل می کنند، صورت می‌گیرد. برای ایجاد یک لغزش دایره‌ای معمولا نیاز به شرایط زمین شناسی ویژه و گسستگیهای ساختی نیست.

لغزش مسطوی در سنگ

این نوع لغزش انواع مختلفی دارد. از آن جمله است لغزش یک یا چند واحد سنگی در امتداد یک یا چند سطح مسطوی ، سر خوردن یک قطعه کوچک یا ورقه‌ای از سنگ به روی دامنه ، لغزش توده عظیمی از سنگ و سرانجام لغزش گوه‌ای در امتداد فصل مشترک دو صفحه متقاطع.

شرایط مناسب برای لغزش مسطوی

سنگهای لایه‌لایه رسوبی که شیبشان به سمت خارج دامنه و مقدار آن مساوی یا کمتر از شیب دامنه است.

گسل‌ها ، درزها و فولیاسیونهایی که سطوح ضعیف ممتدی را ساخته و سطح دامنه را قطع می‌کنند.

درزهای متقاطع که گسیختگیهای گوه‌ای را می‌سازند.

سنگ سخت و درزدار که سر خوردن قطعات سنگ را به همراه دارد.

پوسته پوسته شدن در توده‌های گرانیتی که سرخوردن ورقه‌هایی از سنگ را باعث می‌شود.

لغزش چرخشی در سنگ

در این نوع لغزش توده‌ای قاشقی شکل از سنگ ، بر اثر لغزش در امتداد سطحی استوانه‌ای ، گسیخته می‌شود. ایجاد ترکهایی در راس بخش ناپایدار و برآمدگیهایی در پاشنه آن نشانه‌های حرکات آغازین‌اند. پس از گسیختگی نیز معمولا پرتگاهی در بالای دامنه و به هم ریختگیهایی در پایین آن متساعد می‌شود. افزایش شیب دامنه ، هوازدگی و نیروهای آب نشستی از دلایل اصلی این نوع لغزشند.

لغزش چرخشی در سنگهای سخت یکپارچه دیده نمی‌شود. در مقابل درستیهای دریایی و دیگر سنگهای نرم ، همچنین در سنگهای رسوبی لایه‌لایه به شدت درزدار و دارای لایه‌های ضعیف ، فراوان ایجاد می شود. شیب طبیعی شیلهای دریایی متورم شونده و به شدت ترکدار ، کم و پایدارسازی آنها معمولا مشکل است. این نوع گسیختگیها معمولا پیشرونده و وسیع اند.

لغزش چرخشی در خاک : رایجترین نوع لغزش در خاک ، حرکت چرخشی یک یا چند قطعه از آن در امتداد سطوح استوانه‌ای است.

علل اصلی لغزش چرخشی در خاک

نیروهای آب نشستی

افزایش شیب دامنه

ساختهای قبلی باقیمانده در خاک برجا

لغزشهای چرخشی از ویژگیهای رسوبات نسبتا صخیم خاک چسبنده و بدون سطوح ضعیف است. عمق سطح گسیختگی وابسته به شرایط زمین شناسی است. لغزشهای عمیق در زمینهای رسی و لغزشهای کم عمق در واریزه‌ها انجام می‌شود. نشانه‌های اولیه این نوع لغزش ، ترکهای کششی در راس و برجستگیهای در قاعده دامنه است.

گسترش جانبی و گسیختگی متوالی

نوعی گسیختگی صفحه‌ای است که سنگ و خاک دیده می‌شود. در اینجا مواد در امتداد یک سطح ضعیف بطور جانبی تحت تنش قرار گرفته و متوالیا بصورت قطعاتی می‌شکنند. علل اصلی این نوع لغزش عبارت است از نیروهای آب نشستی و افزایش شیب و ارتفاع دامنه. این نوع گسیختگی را معمولا نمی‌توان با روشهای ریاضی پیش بینی کرد. زیرا از قبل نمی‌توان محل تشکیل اولین ترک و در نتیجه اولین قطعه را مشخص کرد. با این حال ، چون در انواع خاصی از سنگ و خاک ایجاد می‌شود، تشخیص حالات ناپایدار بالقوه امکان پذیر است. گسترش جانبی معمولا به تدریج توسعه یافته و می‌تواند حجم زیادی داشته باشد.

این نوع گسیختگی در دره رودها رایج است و بطور مشخصی در رسهای سخت شکاف‌دار ، شیلهای رسی و لایه‌های افقی یا کم شیب ، که حاوی مناطق ضعیف ممتدی هستند، دیده می‌شود. واریزه‌هایی که به روی خاک برجا یا سنگ دارای شیب ملائم قرار گرفته‌اند، متوالیا بصورت گسترش جانبی گسیخته می‌شوند. نشانه این نوع گسیختگی در مراحل آغازین ترکهای کششی است، البته در برخی شرایط مثل بارگذاری ناشی از زمین لرزه ، ممکن است ناگهانی باشد. در خلال گسترش پیشرونده ، ترکهای کششی بار شده و پرتگاههایی ایجاد می‌شود. گسیختگی نهایی ممکن است تا سالها اتفاق نیافتد.

لغزش واریزه

این نوع لغزش به حرکت توده‌ای از خاک ، یا خاک و قطعات سنگ که بطور یکجا یا در واحدهای جداگانه در روی یک سطح مسطوی پرشیب می‌لغزند، اطلاق می‌شود. این لغزش اغلب حالت پیشرونده داشته و ممکن است به بهمن یا جریان منتهی شود. علل اصلی لغزش واریزه‌ای عبارتست از افزایش نیروی آب نشستی و شیب دامنه. این نوع لغزش در جاهایی که واریزه‌ها یا خاک برجا به روی سطح شیبدار و نسبتا کم عمق سنگی قرار گرفته باشد، ایجاد می‌شود. آغاز حرکت در این نوع لغزش هم با ترکهای کششی مشخص می‌شود.

آتشفشان ها

کوه‌های آتشفشانی با کوه‌های معمولی بسیار تفاوت دارند، به این دلیل که این کوه‌ها توسط فرایندهایی نظیر چین‌خوردگی یا بالاآمدگی یا فرسایش ایجاد نشده‌اند بلکه در اثر تجمع مواد فورانی، بمب‌های آتشفشانی و یا خاکسترهای آتشفشانی ایجاد شده اند. یک آتشفشان معمولاً یک کوه و یا یک تپه مخروطی شکل است که در اثرتجمع مواد مذاب اطراف دودکش که به مخزن مواد در زیر زمین وصل است ایجاد شده است.

حرکت مواد مذاب توسط نیروی ارشمیدس و یا فشار گازها و به دلیل سبک‌تر بودن ماگما از سنگ‌های اطراف خود به بالا رانده می‌شود و در نهایت در نواحی از پوسته که ضعیف می‌باشد پوسته را شکسته و ماده مذاب به سطح زمین می رسد و بدین‌ترتیب است که فوران صورت می گیرد. در صورتی که آتشفشان انفجاری باشد به صورت قطعات لاوا و سنگهای دیگر به هوا پرتاب می شوند، دراین صورت قطعات درشت بلوک‌ها و بمب‌ها در اطراف آتشفشان نهشته می‌شوند و همچنین ممکن است ذرات ریز خاکستر توسط جریان‌های بادهای استراتوسفری پیرامون کره زمین حرکت کرده و درنهایت رسوب می کنند. مواد مذابی‌که در زیرزمین قرار دارند و از طریق دودکش یا لوله آتشفشانی به طرف بالا حرکت می‌نمایند و به آن اصطلاحاً ماگما ‌می‌گویند. اما بعد از این‌که این ماگما از آتشفشان فوران نموده به آن گدازه گفته می شود.گدازه هنگامی که از دودکش به خارج حرکت می‌نماید ماده گداخته متخلخلی و سرخ میباشد. اما در اثر سرد و اکسید شدن به رنگ خاکستری، قرمز تیره و یا رنگهای دیگر تغییر می‌کند. گدازه‌های خیلی داغ، دارای گاز فراوان (حاوی آهن و منیزیم) به صورت سیال بوده و جریانی نظیر قیر داغ دارند. ماده مذاب موجود در زیرزمین که در حال صعود به طرف قسمتهای بالای پوسته زمین می‌باشد حاوی بلورها، قطعات سنگهای دربرگیرنده گازهای محلول می‌باشد. در حین سرد شدن ماگما در داخل زمین که معمولاً به آرامی صورت می‌گیرد بلورهای کانیهای مختلف تشکیل شده و در نهایت کل ماگما به صورت جامد در آمده و سنگهای آذرین درونی و یا سنگهای ماگما‌تیک را ایجاد می کند. این مواد از طریق شکستگی ها به طرف بالا حرکت می کنند. در برخی از مواقع مواد مذاب در داخل زمین تجمع حاصل کرده و اشکالی نظیر باتولیت، دایک را می‌سازند.گازهای موجود در گدازه را می‌توان با گاز موجود در یک شیشه نوشابه مقایسه نمود. هنگامی که انگشتمان را بر روی درب شیشه گذاشته و آن را به شدت تکان می دهیم گاز جدا شده از نوشابه به صورت حباب‌هایی ایجاد می‌شود و هر گاه انگشتمان را به صورت ناگهانی برداریم محتویات داخل نوشابه به بیرون فوران خواهد نمود. گازهای داخل ماگما نیز چنین رفتاری را از خود نشان می‌دهند.جدایش شدید گازها از گدازه ممکن است سنگی بنام پومیس را تشکیل دهد. این سنگ به‌علت وجود حباب‌های گاز در آن بسیار سبک بوده و بر روی آب شناور می‌باشد. در بسیاری از آتشفشان‌های انفجاری رخ می‌دهد که شدت انفجار آنقدر زیاد بوده که مقداری از مواد تشکیل دهنده آتشفشان به هوا پرتاب شده و بمب‌ها و خاکسترهای‌آتشفشانی و گرد و غبار آتشفشان‌ها را تشکیل ‌دهند.اگر ماگما نزدیک به سطح زمین سرد شود سنگ‌های آذرین ریزبلور و یا شیشه‌ای را بوجود می‌آورد. در صورتی که دما در سطح زمین به سرعت کاهش یابد سنگهای ولکانیکی را بوجود می‌آورد. که از مشخصه آنها می‌توان قرار گرفتن بلورها در زمینه‌‌ای شیشه‌ و یا مواد کریستالی دانه‌ریزتر را نام برد. و هر گاه ماگما در اعماق زمین قرار داشته باشد و هرگز به سطح زمین نرسد به آرامی سرد شده و بنابراین در نهایت سنگ‌های آذرین با بلورهای درشت را ایجاد می نماد. پس از بلوری شدن نهایی و سنگی شدن ممکن است این توده‌ها تحت تأثیر عواملی نظیر فرسایش پس از هزاران و میلیون‌ها سال در سطح زمین نمایان شود و بدین‌ترتیب توده‌های بزرگ از سنگهای آذرین درونی ظاهر می‌شوند. مثلاً گرانیت الوند همدان و یا گرانیت علم‌کوه از مثال‌های بارز در این رابطه می‌باشد

آتشفشان یک ساختمان زمین شناسی است که به وسیله آن مواد آتشفشانی (به صورت مذاب ، گاز ، قطعات جامد یاهر 3)از درون زمین به سطح آن راه می یابند. انباشتگی این مواد در محل خروج، برجستگی هایی به نام کوه آتشفشان ایجاد می نماید.

آتشفشان یکی از پدیده های طبیعی و دائمی زمین شناسی است که در طول تاریخ زمین شناسی نسبتا بدون تغییر باقی مانده و در ایجاد، تحول و تکامل پوسته و گوشته زمین نقش اساسی داشته و دارد.
تولید مواد آتش فشانی و پدیده های مؤثر در ایجاد آتشفشان از دوره پرکامبرین تا عهد حاضر تغییر چندانی نداشته است و آنچه در این راستا تغییر کرده است، نوع دانسته ها، چگونگی اندیشیدن و نحوه بهره گیری از آنهاست.

آتشفشانها پدیده های جهانی هستند و در سایر کرات منظومه شمسی به ویژه سیارات مشابه زمین یک پدیده عادی محسوب می شود و آتشفشان بی شک در کیهان نیز رخ می دهد.همچنین پوشش سطحی ماه اغلب با سنگ های آتشفشانی پوشیده شده است و بارزترین ارتفاعات مریخ توسط آتش فشانها ساخته شده است.
فوران های فومرولی در برخی کرات مانند قمر آیو در سیاره مشتری یک پدیده عادی می باشد. زبانه های آتش و لکه های خورشیدی را جدا از ماهیتشان، می توان نوعی فوران آتش فشانی در خورشید تلقی نمود.

علم آتشفشان شناسی به مباحث نحوه تشکیل و تحول ماگما، چگونگی جابجایی و حرکت انواع مواد، گدازه ها و ماگماها و نیز تحولات آنها در اتاقک های ماگمایی، چگونگی فعالیت آتش فشان ها و گسترش مواد آتشفشانی در سطح زمین، چگونگی تحول مواد آتشفشانی و ... اشاره می کند. علم آتشفشان شناسی از برخی علوم زمین چون پترولوژی ، تکتونیک جهانی، ژئوشیمی، چینه شناسی ، رسوب شناسی ، ژئوفیزیک ، کیهان شناسی و برخی دیگر از علوم تجربی مانند شیمی، فیزیک ، آمار و ریاضی کمک می گیرند.

بعضی آتشفشانها دهانه وسیع و دریاچه مانند (Lake Crater) دارند. در آتشفشانهای انفجاری دهانه بر اثر انفجار ، از بین می رود و دهانه های جدید بوجود می آید.

اشکال مختلف دهانه آتشفشان

1- دهانه های دریاچه مانند (Lake Crater): در آتشفشانهای نوع هاوایی دیده می شود.

2- دیاترم (Diatreme):

عبارت از حفره ها و چاههایی است که بر اثر انفجار گاز بوجود می آید. منشا این گازها ممکن است ماگمایی باشد و یا از بخار شدن آبهای زیرذ زمینی بر اثر حرارت حاصل شود. دیاترم های که انواعی از پایپ یا دودکشهستند که در اعماق پوسته واقع شده اند و پر از برش های سنگی هستند. هنوز بدرستی ، مکانیسم ایجاد دیاترم ها مشخص نشده است. منشا گازهای داغ و پرفشار در اعماق ، قدرت انفجار گازهایی که بتواند حجم های زیاد برش ها را در داخل پایپ ها در اعماق ایجاد کند، و مکانیسم حرکت مواد فرار هنوز بدرستی شناخته نشده است.

گاهی پیدایش حفره ها ، ممکن است بدون انفجار و بر اثر خروج گازها در دهانه های بعضی از آتشفشانها باشد. این عمل سبب پراکنده شدن مواد سبک وزن وخاکستری می گردد و حفره های قیفی شکل حاصل می شود که به آنها نیز ، دیاترم می گویند.

3- مآر (Maar):

به دهانه انفجاری اطلاق می شود که قطر بزرگ داشته و بوسیله دریاچه یا برکه اشغال شده باشد. قطر آن ممکن است 100 تا 1000 متر برسد. معمولا مآر در راس مخروط آتشفشانی قرار ندارد و بلکه بر اثر انفجار به صورت گودال هایی در زمین های اطراف آتشفشان حاصل می شود مآر ممکن است بوسیله ماگمای بازیک و یا ماگمای اسیدی بوجود آید.

• مآرهای بازالتی

قطعات پرتابی به صورت هلال کم و بیش منظم در اطراف دهانه دیده می شود و حداقل نصف اطراف دهانه را در بر می گیرد. جنس این مواد متفاوت است و شامل قطعات لاپیلی ، گدازه شیشه ای ، بمب های گل کلمی می باشد. مآرهای بازالتی بر اثر فوران فراتوماگماتیک (pheratlo-magmatic) حاصل می شود. یعنی بر اثر برخورد سفره های آب دار زیرزمینی با ستون ماگما که از شکاف سنگها نفوذ می کند. در این عمل بدون اینکه ماگما با آب مخلوط شود و در محل برخورد ، در اثر تبخیر آب فشار هیدرواستاتیک فوق العاده ایجاد می کتند. که مانع صعود ماگما می شود. در این حالت کشش بخار در قاعده ستون زیاد می شود. هنگامی که این کشش بیشتر از فشار هیدرواستاتیک گردید انفجار شدید گاز حاصل می شود و بمب های گل کلمی . قطعات جدا شده از جدار دودکش را با خود جدا میکند و از این ماگما لاپیلی های فراوان همراه با بخار آب خارج می گردد. پس از انفجار، نفوذ دوباره آب سبب تکرار این پدیده می شود. انفجار سبب پرتاب مواد به ارتفاع زیاد می شود به نحوی که مواد سنگین تر در مجاورت دهانه و اجزای سبکتر به وسیله ابرهای گازی به اطراف برده می شود. اختلاف عمده مآرهای بازالتی با مآرهای اسیدی در علت انفجار در اثر فشار فوق العاده گازهایی است که در گدازه خیلی غلیظ محبوس مانده و ایجاد آتشفشانهایی از نوع ولکانو، این نوع مآرها را بوجود می آورد.

4- کالدارها (caldera)

کالدراها ، گودیهای نسبتا مهمی هستند که در ساختمان آتش فشانها پدید می آید و قطر آنها ممکن است به چند کیلومتر برسند کالدراها بر سه نوع هستند: کالدراهای انفجاری ، کالدراهای ریزشی ، کالدراهای فرسایشی.

• کالدراهای انفجاری

این کالدراها فقط بر اثر انفجار حاصل می شوند، تراکم و فراوانی گازهای تحت فشار که به انفجار همراه است دهانه وسیعی ایجاد می کند. موادپرتابی ممکن است آتش فشانی نباشد. حتی بعد از انفجار هم گدازه ای ظاهر نمی شود. فوران آتنشفشان باندائی سان در ژاپن نمونه جالب این انفجارات در مقیاس های کوچک کالدراهای انفجاری را می توان دیاترم نامید.

فراوان ترین انواع کالدراها ، کالدراهای ریزشی هستند. در واقع وقتی از کالدراها صحبت می شود منظور فقط کالدراهای ریزشی است. به دنبال تغییر شکل مخازن ماگمایی در اعماق و خالی شدن بخش های زیرین و سنگین قسمت های فوقانی ، ریزش انجام می شود (در سبلان قطر کالدراهای ریزش 12 کیلومتر و در دماوند 9 کیلومتر است). با پیدایش کالدراهای ریزشی شکاف هایی در مخروط ایجاد می شود که ممکن است حلقه مانند بوده و در اطراف مخروط ظاهر شود در این صورت آن را دایک حلقوی گویند.

ین قبیل کالدراها کمیابند. بر اثر فرسایش جوی مخصوصا یخچالی و بادی فرورفتگیهایی در دهانه بوجود می آید که می توان آن را کالدرا نامید. مسلما این قبیل کالدراها در انواع قدیمی آتشفشانها قابل رویت هستند.

تعریف

Magma کلمه‌ای است یونانی به معنی خیر که برای مذابهای طبیعی سیلیکاته بکار گرفته می‌شود. اما در اصطلاح زمین شناسی، ماگما مایعی است سیلیکاته با گرانروی زیاد همراه با گاز و مواد فرار گدازه یا لاوا ماگمایی است که مواد فرار خود را از دست داده باشد. ماگماها ممکن است کاملا مایع و یا نیمه متبلور باشند. گدازه‌ها معمولا نیمه متبلورند. زیرا محتوی بلور ، کانیهایی هستند که نقطه ذوب و یا انجماد بالاتر دارند. این بلورها یا مستقیما از ماگما متبلور شده‌اند و یا کانیهای دیرگداز سنگ ما در ماگما هستند که از سنگ مادر جدا شده و به داخل ماگما افتاده‌اند.

انواع ماگما

"یاگار" ماگماها را از لحاظ محتوی گاز به سه دسته به قرار زیر تقسیم می‌کند:

• هیپوماگما: ماگمایی است محتوی گاز فراوان و تحت فشار که به علت فشار زیاد لیتوستاتیک گازها در ماگما بصورت محلول باقی مانده‌اند.

• پیرو ماگما: ماگمایی است پرگاز و کف مانند که گازهای آن آزاد شده اما از ماگما خارج نشده است.

• اپی ماگما: ماگمایی است فقیر از گاز شبیه به گدازه ها.

گرانروی ماگماها

گرانروی ماگما بسته به ترکیب شیمیایی ، درجه حرارت و مقدار درصد گاز محلول تغییر می‌کند. گرانروی ماگماهای بازالتی حداقل 100 پواز و گرانروی ماگماهای گرانیتی بین ³ 10 تا ⁶ 10 پواز می‌باشد. گازهای محلول در ماگما سبب پایین آمدن وزن مخصوص کلی ماگما و نیز تقلیل گرانروی می‌شوند. گرانروی یک ماگما با پیشرفت تبلور در آن ماگما نسبت مستقیم دارد. زیرا افزایش فازهای جامد و بالا رفتن درصد سیلیس در مایع باقی مانده موجب افزایش گرانروی می‌شود.

حرارت ماگماها

حرارت ماگماها بین 1500 تا 500 درجه سانتیگراد است. ماگماها وقتی می‌توانند به سطح زمین برسند که حرارتی بین 950 ( ریولیتها ) تا 1200 درجه سانتیگراد ( بازالتها ) داشته باشند زیرا در کمتر از این حدود حرارتی ، ماگماها منجمد شده و در همان عمقی که هستند متوقف می‌شوند.

ترکیب شیمیایی ماگماها

مطالعات زیادی برای تشخیص ترکیب شیمیایی ماگماها از لحاظ کانی شناسی ، درصد اکسیدها و مواد فرار صورت گرفته و نتیجه این شده که ماگماها اصولا از اکسیدهای مختلف تشکیل شده‌اند اما بسته به نوع ماگما درصد هر اکسید متفاوت است. اکسیدها عمده سازنده ماگماها عبارتند از:

Si O₂ , Al₂ O₃ , Fe O , Fe₂ O₃ , Ca O , Mg O , Na₂ O , K₂ O , Ti O₂ , Mn O , P₂ O₅ , H₂ O , C O₂

علاوه بر اکسید‌ها فوق ، ترکیبات زیر نیز در ماگماها دیده شده‌اند:

Fe Cl₃ , Al cl₃ , B O₃ , H F , H CL , C O , S O₂ , S H₂ , H₂ , N H₃ , C H₄