bài tiểu luận địa mạo

Macma là khối vật chất nóng chảy trong lòng đất có chứa khối lượng lớn các chất ở thể khí. Khi trào ra ngoài mặt đất, dung dịch macma được gọi là dung nham. Trong thành phần macma, lượng SiO2 chiếm từ 4075%, ngoài ra còn có các nguyên tố hóa học khác. Trong dung dịch macma bao giờ cũng có các chất ở thể khí với nồng độ bão hòa. Chính do tính đàn hồi của các chất khí này mà dung nham có thể phun trào lên mặt đất, nhiều khi gây ra những vụ phun nổ rất mạnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC HUẾ

KHOA ĐỊA LÝ – ĐỊA CHẤT



Bài tiểu luận

ĐỊA MẠO CÁC MIỀN NÚI LỬA

Trương Như Thái Hiền Nguyễn Lê Huy Hoàng Nguyễn Văn Yên

Huế, 2013

tạ o r a n h ữ n g b ề m ặ t và ca o n gu y ê n du n g n h a m r ộn g l ớn ( du n g

n h a m b a za n , l a b r a do r i t v v )

N gu ồn cu n g cấ p và đ ộ sâ u cá c l ò m a cm a , Đâ y l à m ộ t v ấ n đề

đ ịa vậ t l í có ý n gh ĩa l í l u ậ n rấ t l ớn T r ư ớc k ia n gư ời t a q u a n n i ệm

rằ n g t oà n b ộ n ú i l ử a và cá c k h ố i xâ m n h ậ p t r ê n T rà i Đấ t đ ều b ắ t

vù n g r i ê n g b iệ t n h i ệt đ ộ đư ợc t í ch l ũ y v à t ă n g l ê n v ới m ứ c đ ộ

kh á c n h a u b ởi n gu ồ n n h iệ t sin h r a t ừ q u á t r ìn h ph â n h ủ y cá c ch ấ t

ph ón g xạ và n h ữ n g q u á t r ìn h h ó a l í kh á c

Cá c n h à đ ịa v ậ t l í đ ã x á c đ ị n h r ằ n g ph ầ n t r ê n củ a l ớp m a n t i

ở đ ộ 5 0 – 1 0 0 km có đ ộ dẫ n n h i ệt k é m n h ấ t , dư ới đ ộ sâ u l ớn h ơn

th ì n h iệ t đ ộ cũ n g n h ư dộ dẫ n n h i ệt tă n g l ên n h a n h ch ón g Ch ín h

th à n h cá c l ò m a cm a , b ắ t đ ầ u qu á t r ìn h p h â n dị v ậ y ch ấ t v à dẫ n

đế n sự h ì n h t h à n h l ớp v ỏ si a l củ a T r á i Đấ t

Nh ư n g và n h đ a i n ó n g ch ả y n à y kh ôn g l ie n tụ c m à ch ỉ xu ấ t

h i ện dư ới dạ n g cá c l ò m a cm a tạ i n ơi á p su ấ t dư ới sâ u gi ả m y ế u ,

ch ẳ n g h ạ n t ạ i n ơi đ ứ t gã y sâ u , b ởi v ì k h i á p su ấ t gi ả m , n h i ệt đ ộ

n ó n g ch ả y củ a vậ t ch ấ t cũ n g gi ả m

Q u a n đ iể m t r ê n b à y t ỏ r a ph ù h ợp v ới n h iề u h i ện t ư ợn g qu a n

sá t đ ư ợc t r o n g tự n h i ên Ch ẳ n g h ạ n , đ ộ sâ u củ a cá c ch ấ n t â m

đ ộn g đấ t kh ôn g v ư ợt q u á gi ới h ạ n 6 00 – 7 0 0 k m , n gh ĩa l à đ ộ sâ u

củ a cá c đ ứ t gã y sâ u cũ n g ch ỉ t ới gi ới h ạ n đ óm và ch í n h gi ới h ạ n

dư ới củ a đa i ph â n dị cũ n g ă n k h ớp v ới đ ộ sâ u n à y Nh ư v ậ y , h i ện

kh ôn g m ộ t n ú i l ử a n à o có th ể h o ạ t đ ộ n g l ie n t ụ c t r on g n h iề u t h ời

k ì đ ịa ch ấ t m à t h ư ờn g rấ t n gắ n n gủ i ( so v ới th ời gi a n đ ịa ch ấ t )

Đi ề u đ ó ch ứ n g t ỏ m a cm a b ị gi ới h ạ n v ề t h ể t í ch , k h ố i l ư ợn g v à á p

l ự c K h i cá c th ôn g số n à y gi ả m h oặ c l ò m a cm a cạ n dầ n th ì n ú i l ử a

sẽ n gừ n g h o ạ t đ ộ n g

Mộ t đ iể m k h á c cầ n l ư u ý l à qu á t r ìn h p h u n t rà o du n g n h a m

có th ể x ả y r a v ới n h ữ n g đặ c đ i ể m k h á c n h a u , dẫ n đ ến n h ữ n g n ét

kh á c n h a u đ á n g k ể t r on g h ìn h th á i đ ịa h ì n h C ó t h ể ch ia r a h a i

l o ạ i ch í n h : 1 – ph u n t rà o v ới sả n ph ẩ m du n g n h a m l ỏn g: v à 2 –

ph u n n ổ v ới sả n ph ẩ m ch ủ y ếu l à vậ t ch ấ t v ụ n T u y n h i ên , í t kh i

có th ể gặ p n h ữ n g l o ạ i n à y dư ới dạ n g h oà n t o à n đ ặ c t rư n g ch o m ộ t

đư ờn g dẫ n m ới th ấ p h ơn m i ện g kh á n h i ều và t r à o ra ở ph ầ n dư ới

củ a sư ờn , h ầ u n h ư đ ộ c l ậ p v ới h ọ n g ch ín h Đi ể n h ìn h l à n ú i l ử a

E tn a , v í dụ đ ợt ph u n t r à o m ạ n h n ă m 1 6 6 9

N ú i l ử a E t n a

th ời gi a n gi ữ a h a i l ầ n n ổ n gắ n h ơn , k h i t r ời đ ẹ p (á p l ự c kh ô n g k h í

t ìn h t rạ n g gi á n đ oạ n b iể u h i ện r õ rà n g Kh i h oạ t đ ộn g, n ú i l ử a

n à y t h ư ờn g gâ y r a v ụ n ổ l ớn , t u n g l ê n t r ời đ á m k h ó i đ en cù n g v ới

rấ t n h iề u t r o b ụ i và cá c m ả n h v ụ n x ỉ dạ n g b ọ t , t ạ o t h à n h cộ t k h ó i ,

b ụ i kh ổ n g l ồ h ìn h n ấ m C á c dò n g du n g n h a m rấ t h i ếm và n ếu có

th ì cũ n g rấ t n gắ n

K i ểu Vu l c a n o

b ằ n g n h ữ n g t r ậ n đ ộn g đấ t l ớn t r ên m ộ t v ù n g r ộ n g và k é o dà i

T r o n g th ời gi a n l ị ch sử đã t ừ n g x ả y ra n h ữ n g vụ n ổ đá n g n h ớ:

Vê z u v i (n ă m 7 9 ) , Ta m b or o ( đả o Xu m b a va – I n do n e si a ) ,

C o xe r v i n a ( N i ca ra gu a ) , C ra ca t a u ( I n do n e si a ) , Ca tm a i ( Al ia sca –

l ơ l ử n g n h ư vậ y rấ t l â u , x ả y ra h iệ n tư ợn g “t r ời đ ổ m á u ” ( rạ n g

đ ôn g v à h o à n g h ôn đ ỏ rự c) su ố t m ột n ă m Vụ n ổ l à m b iế n m ấ t m ột

3 VẬT LIỆ U NÚI LỬA

4 NHỮNG T AI B IẾN NÚI LỬA

4.1 Những tai biến sơ cấp

Dòng lava là một trong những sản phẩm thường thấy nhất của hoạt động núi lửa.Chúng có được khi magma lên đến bề mặt và chảy tràn lên miệng núi lửa hoặc miệng phun dọc bên sườn của núi lửa Có 3 nhóm lava chính có tên từ những loại

đá núi lửa: balsatic (chiếm hầu hết), andesitic và rhyolitic

Lava Pahoehoe

Lava Aa

Dòng lava có thể khá lỏng và di chuyển nhanh hoặc tương đối sánh và di chuyển chậm Lava balsatic với hàm lượng silic khoảng 50%, quy định phạm vi của tốc độ chảy Những dòng với hàm lượng khí và nhiệt độ bùn lên cao nhất di chuyển nhanh nhất với tốc lực bình thường là khoảng 1m/h; những lava này có kết cấu bề mặt nhẵn khi chúng hóa rắn Những dòng lava balsatic mát hơn ít khí hơn chuyển động với tỷ lệ một vài mét trong 1 ngày và có kết cấu “thô kệch” sau khi hóa rắn Ngoại

lệ đối một vài dòng ở các dốc đứng, hầu hết dòng lava chảy đủ chậm để con người

có thể dễ dàng chuyển đi khỏi nơi mà nó ập tới

Tai biến do trầm tích vụn núi lửa

Hoạt động trầm tích vụn núi lửa mô tả hiện tượng núi lửa nổ trong đó bụi núi lửa được phun ra một cách tự nhiên từ miệng núi lửa vào trong khí quyển Có một vài loại hoạt động do nham tầng núi lửa Trong sự phun tro núi lửa hoặc mưa tro một lượng khổng lồ của những mảnh vỡ đá, những mảnh vỡ thủy tinh tự nhiên và khí thoát ra mạnh vào không khí bởi sự nổ từ núi lửa Sự nổ bên là sự nổ của khí và tro

từ mặt bên của núi lửa Những vật liệu được tống ra di chuyển xa khỏi núi lửa với tốc độ khổng lồ, đôi khi đạt đến vận tốc âm thanh Những dòng vụn núi lửa hay dòng tro là một trong những phần gây chết người nhiều nhất của sự phun trào núi lửa Chúng là những dòng thác của dăm tích rất nóng-tro, đá, mảnh vụn thủy tinh núi lửa và khí-được phun ra từ miệng và di chuyển nhanh chóng xuống mặt bên của núi lửa Dòng dăm tích cũng được biết đến như những dòng thác nóng,…

Mưa tro

Sự phun trào tro núi lửa có thể bao phủ cả hàng trăm đến cả hàng ngàn km2 bằng tấm thảm tro núi lửa.Phun trào tro sinh ra một vài tai biến:

tăng tính acid chỉ kéo dài vài giờ sau khi đợt phun trào dừng lại

nhà.Bề dày 1cm tro có thể nằm vào hơn 2.5 tấn cân nặng của mái nhà với diện tích bề mặt khoảng 140m2

 Tai biến về sức khỏe như kích thích hệ thống hô hấp và mắt do sự tiếp xúc với tro và kết hợp khói cay.

Dòng tro

Dòng tro có thể nóng đến hàng trăm độ C và di chuyển với tốc độ 100km/h xuống phía bên của núi lửa, thiêu trụi mọi thứ trên đường đi Chúng hiếm khi xảy ra ở khu đông dân cư nhưng hậu quả có thể rất thảm khốc nếu khu dân cư nằm trên đường đi của dòng chảy Một minh chứng bi thảm xảy ra năm 1902 ở đảo Tây Ấn của Martinique Sáng 8/5 một dòng chảy nóng, tro, hơi nước sáng rực và những khí khác ầm ầm đổ xuống Mount Pelée và qua thị trấn St.Pierre làm chết 30000 người.Một loại khác của dòng tro là sự trào từ đáy, được hình thành khi dòng magma đi lên tiếp xúc với nước ở trên hay gần bề mặt trái đất bằng sự nổ bùng nước và tro dữ dội Như một vụ nổ xảy ra năm 1911 trên một hòn đảo ở Lake Taal, ở Philipines, làm chết 1300 cư dân trên đảo và bờ hồ bằng một sự nổ kinh hoàng quét qua dòng nước Một sự kiện tương tự xảy ra cũng ở đó vào năm 1965, lần này là 200 sự sống

Sự phun trào từ đáy thường kiên quan đến những núi lửa nhỏ với miệnh chén như ở Diamond Head,Hawaii Nhiều núi lửa tắt thuộc loại này có thể được tìm thấy ở thung lũng Christmas Lake, nơi còn sót lại hồ cổ ở trung tâm phía Nam của Oregon

và ở vùng Tule Lake thuộc Bắc California

Khí độcCác loại khí khác nhau bao gồm cả hơi nước, carbon dioxide, carbon monoxide, sufur dioxide và hidro sulfide được thoát ra từ hoạt động núi lửa Nước và Carbon dioxide chiếm hơn 90% tổng lượng khí thoát ra Các khí núi lửa nguy hiểm hiếm khi đến khu dân cư với nồng độ độc Tuy nhiên, sufur dioxide có thể tác dụng trong

khí quyển sinh ra mưa acid theo hướng gió thổi cùng với sự phun trào Cuối cùng, nồng độ độc của một số chất hóa học thoát ra dưới dạng khí có thể được hấp thụ bởi tro núi lửa và rơi xuống mặt đất Rốt cuộc là tro độc kết hợp chặt chẽ trong đất và trong cây cối-nguồn thức ăn của con người và vật nuôi Flo là ví dụ được phun ra dưới dạng acid hydrofluoric có thể bị hấp thu bởi tro núi lửa Nó cũng có thể được

đi vào trong nguồn nước

Các tai biến thứ cấp

Lũ vụn và lũ bùn

Những ảnh hưởng thứ cấp nghiêm trọng nhất của hoạt động núi lửa là dòng vụn và dòng bùn, được biết đến với tên Gia-va là lahar Lahar được sinh ra khi một thể tích lớn tro lỏng núi lửa và vật phóng khác bắt đầu bão hòa và dễ chuyển động,di chuyển thình lình xuống tầng dưới Điểm khác biệt giữa dòng vụn và dòng bùn phụ thuộc vào kích thước ưu thế hơn của phần tử Ở dòng vụn,hơn 50% phần tử thô hơn cát (đường kính 2mm)

Lũ vụn

Lũ vụn

Nghiên cứu đầy đủ ở một vài núi lửa đề xuất rằng ngay cả sự phun tương đối nhỏ của vật liệu núi lửa nóng có thể nhanh chóng tan chảy thể tích lớn của băng và tuyết Lượng dồi dào nước tan chảy sinh ra lụt, có thể làm xói mòn và kết hợp chặt chẽ với trầm tích như tro núi lửa và những vật liệu khác trên dốc núi lửa,hình thành

lũ vụn Lũ vụn núi lửa là hỗn hợp di chuyển nhanh của trầm tích (gồm những khối

đá và nước) với sự chắc chắn của bê tông ẩm ướt Dòng vụn có thể di chuyển nhiều kilomet xuống thung lũng từ sườn núi lửa nơi chúng được sinh ra

Lũ bùn

Lũ bùn

Những lũ bùn khổng lồ có nguồn gốc ở sườn những núi lửa ở Tây Bắc Thái Bình Dương Hướng đi của hai dòng bùn cổ bắt nguồn từ Mt.Rainier Trầm tích của lũ bùn Osceola có 5000 năm tuổi Dòng bùn này di chuyển hơn 80km từ núi lửa và gồm hơn 1.9 triệu m3 vụn, tương đương 13km2 vụn chất đống đến độ sâu hơn 150m Trầm tích của dòng bùn Electron nhỏ hơn 500 năm tuổi di chuyển khoảng 56km từ núi lửa và gồm hơn 150 triệu m3 bùn

Sóng thần

Mặc dù hiếm khi xảy ra nhưng các đợt phun trào núi lửa mạnh cũng có thể gây ra

sự xáo trộn các khối nước trong lòng đại dương và tạo ra ngay lập tức các đợt sóng thần trong khu vực đó Trong quá trình này, sóng thần có thể được tạo ra do sự di chuyển đột ngột của nước khi núi lửa phun nổ, hoặc do trượt lở sườn núi lửa, hoặc

magma núi lửa đột ngột phun lên chiếm thể tích của nước biển, và cuối cùng hoặc

do bể magma bị sụt lún Một trong những trận sóng thần lớn nhất được ghi lại vào ngày 26 tháng 08 năm 1883 sau vụ nổ lớn và sụt lún của núi lửa Krakatau ở Indonesia Vụ nổ đã tạo ra cơn sóng thần có độ cao đến hơn 40m, phá hủy nhiều thị trấn và ngôi làng ven biển dọc theo eo biển Sunda của cả hòn đảo Java và Sumatra, khiến số người thiệt mạng lên tới 36.417 người Ngoài ra còn có các dẫn chứng cho rằng núi lửa ở Santorin trong vùng biển Aegean phun nổ vào năm 1490 trước Công Nguyên cũng đã nhấn chìm toàn bộ nền văn minh Minoan, Hy lạp

Trượt lở

Hoạt động phun nổ của núi lửa luôn tạo nên những chấn động mặt đất làm cho lở đất, lở tuyết gây nhiều tổn thất ở bán kính rộng lớn thí dụ như vụ nổ núi Saint Helen (bang Washington- Mỹ) 18/5/1980 đã làm sụp lỡ chôn lùi một vùng rộng 600 km2 giết chết 60 người, thung lũng sông toutle bị vùi lấp bởi các dòng bùn và lũ

5 CÁC DẠNG ĐỊA HÌNH NÚI LỬA

5.1 Các dòng dung nham