Lửa núi

Núi lửa (tiếng Anh: Volcano) là một khe nứt trên bề mặt của một hành tinh, chẳng hạn như Trái Đất, cho phép dung nham, tro núi lửa và khí thoát ra từ một lò magma bên dưới bề mặt.

Sự hình thành núi lửa trên Trái Đất liên quan đến các mảng kiến tạo lớn, cứng nổi trên lớp phủ nóng và mềm hơn. Núi lửa thường xuất hiện tại các ranh giới giữa các mảng kiến tạo, chủ yếu ở dưới nước. Ví dụ, dãy núi giữa Đại Tây Dương tạo ra núi lửa do các mảng phân kỳ, trong khi vành đai lửa Thái Bình Dương hình thành núi lửa do các mảng hội tụ. Núi lửa cũng có thể xuất hiện ở các khu vực mà các mảng kéo dài và mỏng đi, chẳng hạn như đới tách giãn Đông Phi hoặc cánh đồng núi lửa Wells Gray-Clearwater ở Bắc Mỹ. Những hiện tượng này được gọi là hoạt động núi lửa theo 'thuyết mảng'. Ngoài ra, hoạt động núi lửa cũng có thể xảy ra tại các điểm nóng không nằm gần ranh giới mảng kiến tạo, như ở Hawaii, nơi magma dâng lên từ sâu trong lớp lõi – lớp phủ, khoảng 3,000 km dưới bề mặt Trái Đất. Núi lửa thường không xuất hiện ở các khu vực mà hai mảng kiến tạo trượt lên nhau.

Những vụ phun trào núi lửa có thể gây ra nhiều mối nguy hiểm không chỉ ở khu vực gần vụ phun trào. Tro núi lửa có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến máy bay, đặc biệt là máy bay phản lực, vì nó có thể làm nóng chảy các hạt tro và khiến chúng dính vào cánh tua bin, làm hỏng tua bin. Các vụ phun trào lớn cũng có thể làm thay đổi nhiệt độ toàn cầu bằng cách che khuất mặt trời với tro và giọt axit sulfuric, ảnh hưởng đến tầng đối lưu của khí quyển, đồng thời hấp thụ nhiệt từ Trái Đất và làm ấm tầng bình lưu. Trong quá khứ, những hiện tượng mùa đông núi lửa đã dẫn đến các nạn đói quy mô lớn.

Nguồn gốc từ ngữ

Trong tiếng Anh, từ volcano để chỉ núi lửa, xuất phát từ Vulcano, một hòn đảo núi lửa nằm trong quần đảo Eolie của Ý. Tên gọi này lại được lấy cảm hứng từ Vulcan, vị thần lửa trong thần thoại La Mã. Ngành nghiên cứu về núi lửa được gọi là núi lửa học.

Kiến tạo mảng

Ranh giới mảng phân kỳ

Tại các sống núi giữa đại dương, khi hai mảng kiến tạo tách ra, đá nóng chảy sẽ nguội đi và đông đặc, tạo thành lớp vỏ đại dương mới. Vỏ đại dương ở những khu vực này rất mỏng vì lực kéo của các mảng kiến tạo làm áp lực giảm, dẫn đến sự giãn nở nhiệt và làm phần manti tan chảy một phần, gây ra hoạt động núi lửa và tạo ra vỏ đại dương mới. Hầu hết các ranh giới tách giãn nằm dưới đáy đại dương, vì vậy phần lớn hoạt động núi lửa trên Trái Đất diễn ra dưới nước và hình thành đáy biển mới. Các miệng phun thủy nhiệt chứng minh cho kiểu hoạt động núi lửa này. Nếu sống núi giữa đại dương nổi lên trên mặt nước, nó sẽ hình thành các đảo núi lửa như Iceland.

Ranh giới mảng hội tụ

Các đới hút chìm là những khu vực nơi hai mảng kiến tạo va chạm, thường là một mảng đại dương và một mảng lục địa. Trong trường hợp này, mảng đại dương bị kéo xuống dưới mảng lục địa, tạo ra một rãnh đại dương ngay ngoài bờ biển. Quá trình được gọi là tan chảy dòng (tiếng Anh: flux melting) xảy ra khi nước từ mảng dưới làm giảm điểm nóng chảy của lớp manti bên trên, tạo ra magma. Magma này thường có độ nhớt cao do chứa nhiều silica, nên nó thường không thể trồi lên bề mặt mà nguội và đông đặc ở dưới sâu. Tuy nhiên, nếu nó lên đến bề mặt, sẽ hình thành một núi lửa. Ví dụ điển hình là Núi Etna và các núi lửa trong Vành đai lửa Thái Bình Dương.

Điểm nóng

Điểm nóng là các khu vực núi lửa được cho là hình thành do các chùm manti, tức là những cột magma nóng chảy từ lớp lõi - lớp phủ. Khi các mảng kiến tạo di chuyển qua các điểm nóng này, các núi lửa có thể chỉ hoạt động khi mảng kiến tạo đi qua chùm manti. Quần đảo Hawaii được cho là hình thành theo cách này; tương tự như vậy là hõm chảo Yellowstone, nằm trên mảng Bắc Mỹ và một điểm nóng. Tuy nhiên, giả thuyết này vẫn đang được nghiên cứu.

Phân loại

Hình ảnh quen thuộc nhất của núi lửa thường là một ngọn núi hình nón, phun trào dung nham và khí độc từ miệng ở đỉnh núi; tuy nhiên, đây chỉ là một trong nhiều dạng núi lửa. Các núi lửa có đặc điểm và cấu trúc rất đa dạng, phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Một số núi lửa có đỉnh gồ ghề do vòm dung nham thay vì miệng núi lửa, trong khi những núi lửa khác tạo ra cảnh quan như cao nguyên lớn. Các miệng phun vật chất núi lửa (bao gồm dung nham và tro) và khí có thể xuất hiện trên bất kỳ địa hình nào và hình thành những nón núi lửa nhỏ hơn như Puʻu ʻŌʻō ở rìa đảo Kīlauea thuộc Hawaii. Các dạng núi lửa khác bao gồm núi lửa băng, xuất hiện trên một số mặt trăng của sao Mộc, sao Thổ và sao Hải Vương; và núi lửa bùn, không có hoạt động magma. Núi lửa bùn thường có nhiệt độ thấp hơn nhiều so với núi lửa magma, trừ khi nó là lỗ phun của một núi lửa magma.

Vết nứt núi lửa

Vết nứt núi lửa là những khe nứt dài, thẳng từ đó dung nham phun trào ra.

Núi lửa hình khiên

Núi lửa hình khiên có hình dạng rộng lớn như một cái khiên, được hình thành từ dung nham có độ nhớt thấp, dễ chảy xa từ miệng núi lửa. Chúng thường không gây ra những vụ nổ lớn khi phun trào. Vì dung nham ít nhớt chứa ít silica, núi lửa hình khiên phổ biến hơn ở vùng biển so với đất liền. Dãy núi lửa Hawaii là một ví dụ điển hình, cùng với sự hiện diện của chúng tại Iceland.

Vòm dung nham

Vòm dung nham hình thành từ dung nham có độ nhớt cao, chảy chậm và thường xuất hiện trong miệng núi lửa từ một vụ phun trào trước đó, như Núi St. Helens, hoặc có thể hình thành riêng biệt, như Đỉnh Lassen. Giống như núi lửa dạng tầng, vòm dung nham có thể tạo ra các vụ phun trào mạnh, nhưng dung nham của chúng thường không di chuyển xa khỏi miệng núi lửa.

Vòm ẩn

Vòm ẩn hình thành khi dung nham nhớt bị đẩy lên, làm cho bề mặt đất phình ra. Một ví dụ điển hình là vụ phun trào núi St. Helens năm 1980, khi dung nham dưới mặt đất tạo ra một khối phồng lên trên bề mặt, khối này sau đó trượt xuống sườn bắc của núi.

Nón núi lửa (nón than)

Nón núi lửa hay nón than hình thành từ các mảnh scoria và đá vụn núi lửa, giống như than xỉ, từ đó có tên gọi. Chúng tích tụ quanh miệng núi lửa, tạo thành các đồi hình nón cao từ 30 đến 400 mét. Các vụ phun trào thường ngắn hạn và phần lớn nón than chỉ phun trào một lần. Nón than có thể xuất hiện trên sườn các núi lửa lớn hơn hoặc đơn lẻ, ví dụ như Parícutin ở Mexico và miệng núi lửa Sunset ở Arizona. Ở New Mexico, Caja del Rio là một cánh đồng núi lửa với hơn 60 nón than.

Dựa trên hình ảnh vệ tinh, nón than có thể xuất hiện trên các thiên thể khác trong hệ mặt trời, chẳng hạn như sao Hỏa và các mặt trăng của nó.

Núi lửa dạng tầng

Núi lửa dạng tầng hay núi lửa hỗn hợp là các ngọn núi lửa hình nón cao, được tạo thành từ nhiều lớp dung nham, tro và các vật liệu khác. Loại núi lửa này được gọi là núi lửa hỗn hợp vì chúng có sự kết hợp của nhiều cấu trúc trong các vụ phun trào. Các lớp tro, than xỉ và dung nham chồng chất lên nhau, với dung nham chảy qua lớp tro và nguội đi, sau đó quy trình lặp lại. Ví dụ tiêu biểu bao gồm Núi Phú Sĩ ở Nhật Bản, Núi lửa Mayon ở Philippines, và Núi Vesuvius và Stromboli ở Ý.

Trong lịch sử, tro từ các vụ phun trào của núi lửa dạng tầng đã gây ra mối nguy lớn nhất cho các nền văn minh. Núi lửa dạng tầng có áp lực lớn hơn so với núi lửa hình khiên do sự tích tụ dung nham bên trong núi, đồng thời các vết nứt và nón núi lửa của chúng cũng có khả năng phun trào mạnh hơn. Với độ dốc từ 30-35°, chúng dốc hơn so với núi lửa hình khiên với độ dốc chỉ 5–10°. Mạt vụn núi lửa tạo ra các lahar nguy hiểm và các quả bom núi lửa có thể dài đến 1.2 mét và nặng hàng tấn.

Siêu núi lửa

Một siêu núi lửa thường có hõm chảo rộng lớn và có sức tàn phá cực kỳ nghiêm trọng, đôi khi lan rộng ra toàn lục địa. Những ngọn núi lửa này có khả năng làm giảm nhiệt độ toàn cầu trong nhiều năm sau khi phun trào, nhờ lượng lớn lưu huỳnh và tro được phóng thích vào khí quyển. Đây là loại núi lửa nguy hiểm nhất. Ví dụ bao gồm hõm chảo Yellowstone ở Vườn quốc gia Yellowstone, hõm chảo Valles ở New Mexico (cả hai đều ở miền Tây nước Mỹ); hồ Taupo tại New Zealand; hồ Toba ở Sumatra, Indonesia; và Miệng núi lửa Ngorongoro ở Tanzania. Do kích thước rộng lớn của chúng, siêu núi lửa thường khó xác định nhiều thế kỷ sau một vụ phun trào. Tương tự, các tỉnh thạch học lớn (tiếng Anh: large igneous province, LIP) cũng được xem là siêu núi lửa do lượng dung nham bazan khổng lồ được phun ra (mặc dù chúng không nổ lớn khi phun trào).

Núi lửa dưới nước

Núi lửa ngầm thường xuất hiện dưới đáy biển. Trong vùng nước nông, núi lửa hoạt động có thể phun khói và vụn đá lên mặt nước, làm chúng dễ dàng được phát hiện. Tuy nhiên, ở những khu vực sâu hơn, áp suất của lớp nước trên bề mặt quá lớn để núi lửa có thể phun trào mạnh mẽ; dù vậy, chúng vẫn có thể được phát hiện qua các hydrophone và sự thay đổi màu sắc của nước do khí núi lửa. Dung nham gối là sản phẩm phổ biến của núi lửa ngầm, được đặc trưng bởi các khối hình gối không liên tục dưới nước. Ngay cả những vụ phun trào lớn dưới nước cũng có thể không gây ra tác động lớn do khả năng làm nguội nhanh và lực nổi mạnh (so với không khí) của nước. Các miệng phun thủy nhiệt cũng thường xuất hiện gần những núi lửa ngầm và một số có cả hệ sinh thái xung quanh.

Vào năm 2018, các cơ quan theo dõi động đất toàn cầu đã phát hiện một loạt các tín hiệu địa chấn vào tháng 6 và tháng 7. Những tín hiệu này phát ra âm thanh kỳ lạ và một số tín hiệu bắt được vào tháng 11 năm đó kéo dài đến 20 phút. Đến tháng 5 năm 2019, một chiến dịch hải dương đã chỉ ra rằng các âm thanh kỳ lạ trước đó xuất phát từ sự hình thành của một núi lửa ngầm ngoài khơi Mayotte.

Núi lửa dưới băng

Núi lửa dưới băng hình thành dưới lớp băng nhờ sự phun trào dung nham chảy trên các lớp dung nham gối và palagonit. Khi lớp băng tan, dung nham ở trên sẽ bị sụp đổ, tạo nên một ngọn núi bằng phẳng. Những ngọn núi lửa này còn được gọi là núi bàn hoặc tuya. Chúng thường xuất hiện ở Iceland và cũng có mặt ở British Columbia, Canada. Tên gọi 'tuya' bắt nguồn từ Butte Tuya, một trong các tuya nằm ở khu vực Sông Tuya và Dãy Tuya miền bắc British Columbia.

Núi lửa bùn

Núi lửa bùn hay mái vòm bùn được hình thành từ bùn hoặc hỗn hợp bột nhão và nước khi chúng được phun trào. Khác với các loại núi lửa khác, núi lửa bùn không phun trào dung nham. Chúng có thể trải rộng đến 10 km và cao tới 700 mét.

Vật chất phun trào

Thành phần dung nham

Một cách để phân loại núi lửa là dựa trên thành phần của vật chất được phun trào (dung nham), vì điều này ảnh hưởng đến hình dáng của núi lửa. Dung nham được chia thành bốn loại chính dựa trên tỷ lệ silica có trong magma.

Felsic

Khi magma phun trào có hàm lượng silica cao (>63%), dung nham được gọi là felsic. Nếu silica vượt quá 69%, chúng được gọi là rhyolit, còn nếu nằm trong khoảng 63-69% là dacit. Dung nham felsic thường có độ nhớt cao, tạo thành các mái vòm hoặc dòng chảy ngắn. Dung nham nhớt thường tạo nên các núi lửa dạng tầng hoặc mái vòm dung nham. Đỉnh Lassen ở California là một ví dụ điển hình của núi lửa hình thành từ dung nham felsic, thực chất là một mái vòm dung nham lớn.

Vì magma có chứa nhiều silica và có độ nhớt cao, nó thường giữ lại khí, dẫn đến các vụ phun trào mạnh mẽ và tạo thành núi lửa dạng tầng. Luồng mạt vụn núi lửa (ignimbrit) là sản phẩm cực kỳ nguy hiểm của loại núi lửa này. Những mảnh vụn này chứa tro núi lửa quá nặng để bay vào không khí, nhưng vẫn đủ nhẹ để di chuyển nhanh và xa khỏi nơi phun trào. Nhiệt độ của những dòng chảy này có thể lên tới 1.200 °C, đốt cháy tất cả mọi thứ trên đường đi, và mạt vụn có thể tích tụ thành lớp dày vài mét. Ví dụ như Thung lũng Vạn khói ở Alaska, hình thành từ vụ phun trào của Novarupta gần Núi Katmai vào năm 1912, là minh chứng cho luồng mạt vụn dày. Tro núi lửa đủ nhẹ để bay lên khí quyển có thể di chuyển hàng kilômét trước khi rơi xuống và tạo thành tuff.

Trung gian

Khi magma phun trào chứa từ 52–63% silica, dung nham thuộc loại trung gian, gọi là andesit (tên gọi bắt nguồn từ dãy Andes). Núi lửa andesit thường chỉ xuất hiện tại các đới hút chìm, chẳng hạn như Núi Merapi ở Indonesia. Dung nham andesit hình thành ở các ranh giới hội tụ của các mảng kiến tạo qua các quá trình sau:

• Kết tinh phân đoạn từ magma mafic (xem dưới đây)
• Nóng chảy từng phần của các vật chất trong lớp vỏ
• Sự pha trộn giữa magma rhyolit và magma bazan mafic trong một buồng chứa trung gian

Mafic

Khi magma chứa từ 45–52% silica, dung nham được gọi là mafic hoặc bazan do chứa nhiều magie (Mg) và sắt (Fe). Dung nham này thường ít nhớt hơn so với dung nham rhyolit và có thể nóng hơn dung nham felsic tùy thuộc vào nhiệt độ phun trào. Dung nham mafic xuất hiện trong nhiều tình huống như sau:

• Trên các sống núi giữa đại dương, nơi hai mảng kiến tạo tách rời và magma bazan phun trào tạo thành dung nham gối;
• Núi lửa hình khiên (như ở Quần đảo Hawaii, bao gồm Mauna Loa và Kilauea), cả trên vỏ đại dương và lục địa;
• Lũ bazan trên lục địa.

Ultramafic

Magma có ≤45% silica tạo ra dung nham ultramafic. Dòng chảy ultramafic, còn được gọi là komatiite, rất hiếm; chỉ có vài dòng chảy như vậy xuất hiện trên bề mặt Trái Đất kể từ thời kỳ Liên đại Nguyên Sinh hàng trăm triệu năm trước. Đây là loại dung nham nóng nhất và có thể lỏng hơn dung nham mafic thông thường.

Dòng chảy dung nham

Có hai loại dòng chảy dung nham bazan được phân loại dựa trên cấu trúc bề mặt: ʻAʻa (phát âm [ˈʔaʔa]) và pāhoehoe ([paːˈho.eˈho.e]), cả hai đều có nguồn gốc từ tiếng Hawaii. ʻAʻa có bề mặt thô ráp giống như clinker và thường thấy ở các dòng chảy dung nham nhớt. Dù là dòng chảy bazan hay mafic, nếu phun trào mạnh và trên sườn núi dốc, chúng cũng có thể tạo thành ʻaʻa.

Pāhoehoe có bề mặt mịn màng với các gợn sóng hoặc nếp nhăn. Nó được hình thành từ các dòng dung nham lỏng, thường là dung nham mafic với nhiệt độ cao và thành phần hóa học thích hợp giúp dòng chảy dễ dàng hơn.

Hoạt động núi lửa

Một phương pháp phổ biến để phân loại núi lửa là dựa trên tần suất hoạt động của chúng. Những núi lửa thường xuyên phun trào được gọi là còn hoạt động (hoặc đang hoạt động), trong khi những ngọn đã phun trào trong quá khứ nhưng hiện tại không còn hoạt động nữa được gọi là ngủ yên hoặc không hoạt động, và những núi lửa không còn phun trào nữa được coi là đã tắt. Tuy nhiên, hệ thống phân loại này, đặc biệt là loại đã tắt, thường không mang nhiều giá trị đối với các nhà khoa học. Các nhà núi lửa học thường dựa vào quá trình hình thành, phun trào, và hình dáng của núi lửa để phân loại chúng.

Đang hoạt động

Không có một định nghĩa chung nào giữa các nhà nghiên cứu núi lửa về khái niệm 'núi lửa đang hoạt động'. Tuổi thọ của núi lửa có thể kéo dài từ vài tháng đến hàng triệu năm, khiến cho việc phân loại theo cách này trở nên kém hiệu quả so với tuổi thọ của con người hoặc nền văn minh. Chẳng hạn, nhiều núi lửa đã phun trào hàng chục lần trong suốt hàng ngàn năm nhưng hiện tại không còn dấu hiệu hoạt động. Xét trên chiều dài thời gian của chúng, những núi lửa này vẫn rất năng động, nhưng trong phạm vi thời gian của con người, chúng dường như đã ngừng hoạt động.

Các nhà khoa học thường xem một núi lửa là có khả năng phun trào nếu nó biểu hiện dấu hiệu bất thường như động đất hoặc sự thoát ra của khí ga lớn. Một số người định nghĩa một núi lửa là đang hoạt động (tiếng Anh: active) nếu nó đã phun trào trong vòng 10.000 năm qua (kỷ Holocene)—Đây là định nghĩa được chương trình núi lửa toàn cầu của viện Smithsonian áp dụng. Hầu hết các núi lửa còn hoạt động nằm trên Vành đai Lửa Thái Bình Dương. Có khoảng 500 triệu người sinh sống gần các núi lửa đang hoạt động.

Lịch sử ghi chép là một yếu tố khác để xác định núi lửa đang hoạt động. Quyển Catalogue of the Active Volcanoes of the World, được xuất bản bởi Hiệp hội Quốc tế về Núi lửa, sử dụng tiêu chí này và bao gồm hơn 500 ngọn núi lửa. Tuy nhiên, thời gian ghi chép lịch sử khác nhau giữa các khu vực. Ở Trung Quốc và khu vực Địa Trung Hải, nó bắt đầu từ khoảng 3.000 năm trước, trong khi ở vùng tây bắc Thái Bình Dương tại Mỹ và Canada, thời gian ghi chép chỉ khoảng 300 năm, và ở Hawaii và New Zealand, chỉ khoảng 200 năm.

Đã ngừng hoạt động

Núi lửa đã tắt là những núi lửa mà người ta tin rằng không còn khả năng phun trào nữa do nguồn magma của chúng đã cạn kiệt. Một số ví dụ bao gồm các núi lửa trên chuỗi núi ngầm Hawaii–Emperor ở Thái Bình Dương (dù một số núi lửa ở phía đông vẫn còn hoạt động), Hohentwiel ở Đức, Shiprock ở New Mexico, núi lửa Zuidwal tại Hà Lan, và nhiều núi lửa ở Ý như Monte Vulture. Lâu đài Edinburgh ở Scotland tọa lạc trên một ngọn núi lửa đã tắt. Trong nhiều trường hợp, việc xác định chính xác liệu một núi lửa đã thực sự tắt không phải là điều dễ dàng. Do các hõm chảo siêu núi lửa có thể tồn tại hàng triệu năm, một hõm chảo không phun trào trong vài chục ngàn năm thường được coi là đang ngủ yên hơn là đã tắt. Một số nhà nghiên cứu gọi những núi lửa đã tắt là ngừng hoạt động, mặc dù thuật ngữ này thường dùng để chỉ những núi lửa được cho là đã tắt nhưng thực tế vẫn đang trong trạng thái ngủ.

Đang ngủ yên

Việc phân biệt giữa một núi lửa đã tắt và một núi lửa đang ngủ yên (ngừng hoạt động) không phải là điều đơn giản. Núi lửa đang ngủ yên là những núi lửa đã ngừng phun trào trong hàng nghìn năm nhưng vẫn có khả năng hoạt động trở lại trong tương lai. Một núi lửa thường được coi là đã tắt nếu không có bất kỳ ghi chép nào về hoạt động phun trào của nó. Tuy nhiên, núi lửa có thể ngủ yên trong thời gian dài trước khi lại bùng phát. Ví dụ, núi lửa Yellowstone đã ngủ yên khoảng 700.000 năm, còn núi lửa Toba là khoảng 380.000 năm. Núi lửa Vesuvius, theo các học giả La Mã, được phủ xanh và có vườn nho trước vụ phun trào năm 79, đã phá hủy các thành phố Herculaneum và Pompeii. Trước vụ phun trào khủng khiếp năm 1991, Pinatubo là một núi lửa ít được biết đến. Hai ví dụ khác là núi lửa Soufrière Hills trên đảo Montserrat, được cho là đã tắt trước khi hoạt động trở lại vào năm 1995, và núi lửa Fourpeaked ở Alaska, đã ngủ yên hơn 10.000 năm trước khi phun trào vào tháng 9 năm 2006.

Hoạt động phun trào núi lửa

Phun trào núi lửa là hiện tượng dung nham, mạt vụn và khí thoát ra từ miệng núi lửa, có nhiều loại khác nhau và thường được đặt tên theo các núi lửa nổi tiếng nơi các vụ phun trào xảy ra. Ba loại phun trào chính là phun trào magma, phun trào phreatomagma, và phun trào phreatic. Ngoài ra, người ta còn phân loại phun trào thành hai dạng: phun trào bùng nổ (explosive), với các vụ nổ khí đẩy dung nham và mạt vụn lên cao, và phun trào chảy tràn (effusive), trong đó dung nham chảy ra mà không có vụ nổ lớn.

Chỉ số sức nổ núi lửa (VEI) là một thang đo từ 0 đến 8 để đánh giá mức độ mạnh của vụ phun trào, được sử dụng bởi Chương trình Núi lửa Toàn cầu của Viện Smithsonian. Nó hoạt động tương tự như thang đo Richter dùng cho động đất, với mỗi mức giá trị đại diện cho sự gia tăng gấp 10 lần trong cường độ (tức là theo thang logarit). Hầu hết các vụ phun trào núi lửa có chỉ số VEI từ 0 đến 2.

Phun trào dung nham

Phun trào magma được đặc trưng bởi việc phát tán đá vụn, dung nham và tro bụi trong các đợt bùng nổ do áp suất khí trong lòng núi lửa. Mức độ của loại phun trào này dao động từ các đài dung nham trên Hawaii cho đến các cột phun trào cao hơn 30 km. Những loại phun trào magma chính đều được đặt theo tên của các núi lửa nổi tiếng như phun trào Hawaii, phun trào Stromboli, phun trào Vulcan, phun trào Pelée và phun trào Pliny.

Phun trào Hawaii là loại phun trào nhẹ nhàng nhất, chủ yếu là chảy tràn dung nham bazan nhớt và ít khí. Chúng có thể kéo dài trong thời gian rất lâu; ví dụ, Puʻu ʻŌʻō trên đảo Kīlauea đã hoạt động liên tục suốt 35 năm, trong khi núi Etna ở Sicily gần như không ngừng hoạt động. Ngược lại, phun trào Pliny, được đặt theo tên của Pliny Trẻ, người đã ghi lại vụ phun trào núi Vesuvius năm 79, lại mạnh mẽ hơn nhiều, với những cột phun trào cao lên đến 2 đến 45 km vào bầu khí quyển.

Phun trào phreatomagma

Phun trào phreatomagma xảy ra khi nước và magma gặp nhau, dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn và phản ứng co nhiệt mạnh mẽ, tạo ra đợt phun trào. Các sản phẩm của phun trào phreatomagma thường mịn màng và đồng nhất hơn so với phun trào magma, do cơ chế phun trào khác biệt.

Các loại phun trào phreatomagma bao gồm phun trào Surtsey, được đặt theo tên hòn đảo núi lửa Surtsey ngoài khơi Iceland, phun trào dưới nước diễn ra ở môi trường biển, và phun trào dưới băng khi magma tiếp xúc với băng tạo ra hiện tượng phun trào.

Phun trào phreatic

Phun trào phreatic (hay còn gọi là phun trào hơi nước) xảy ra khi hơi nước mở rộng do tiếp xúc với đá nóng hoặc magma. Khi mặt đất hoặc mặt nước lạnh tiếp xúc với magma, sự chênh lệch nhiệt độ làm nóng nhanh và gây nổ, phá vỡ lớp đá xung quanh và đẩy ra hỗn hợp hơi nước, nước, tro bụi, và các mảnh vụn núi lửa. Đặc điểm nổi bật của phun trào phreatic là chỉ phun ra các mảnh vụn đá có sẵn trong núi lửa mà không phun magma từ sâu dưới lòng đất.

Núi lửa nổi bật

Hoạt động tích cực

Núi lửa nổi bật nhất về mức độ hoạt động là Kīlauea ở Hawaii, đã liên tục phun trào từ năm 1983 đến 2018, với dung nham chảy trên mặt đất suốt thời gian này và có hồ dung nham lâu dài nhất được ghi nhận. Một số núi lửa hoạt động mạnh khác bao gồm:

• Núi Etna và núi Stromboli, hai ngọn núi lửa nổi tiếng ở vùng Địa Trung Hải ngoài khơi nước Ý.
• Piton de la Fournaise trên đảo Réunion, là một điểm đến hấp dẫn.
• Núi Nyiragongo và núi lửa láng giềng Nyamuragira, là những ngọn núi lửa sôi động nhất châu Phi.
• Ol Doinyo Lengai ở Tanzania
• Erta Ale, thuộc Tam giác Afar, với hồ dung nham từ ít nhất năm 1906.
• Núi Merapi ở Indonesia, liên tục phun trào từ năm 2006 đến nay.
• Núi lửa Mayon ở Philippines, núi lửa hoạt động nhiều nhất trong 500 năm qua với hơn 47 lần phun trào.
• Ambrym, một phần của quần đảo Vanuatu.
• Núi lửa Arenal tại Costa Rica, đã phun trào từ năm 1968 đến 2010.
• Pacaya ở Guatemala, Trung Mỹ, thường xuyên hoạt động từ năm 1961 đến nay.
• Klyuchevskaya Sopka, Sheveluch và Karymsky, những núi lửa hoạt động mạnh nhất ở bán đảo Kamchatka, Nga.
• Núi Erebus ở Nam Cực

Dựa trên dữ liệu từ Chương trình Núi lửa Toàn cầu, tính đến ngày 4 tháng 6 năm 2020, những núi lửa có thời gian phun trào dài nhất (không tính những khoảng ngừng hoạt động dưới ba tháng) bao gồm:

• Núi Yasur, hoạt động trong 246 năm
• Santa María, hoạt động trong 98 năm
• Dukono, hoạt động trong 87 năm
• Stromboli, hoạt động trong 86 năm
• Sangay, hoạt động trong 77 năm

Tất cả các núi lửa liệt kê trên, ngoại trừ núi Sangay ở Ecuador, đều vẫn còn hoạt động tính đến tháng 6 năm 2020.

Núi lửa Thập niên

Núi lửa Thập niên là danh sách 16 ngọn núi lửa được Hiệp hội Quốc tế về Núi lửa và Hóa học lòng Trái Đất (IAVCEI) công nhận vì đã có những vụ phun trào lớn và nằm gần các khu dân cư. Chúng được gọi là Núi lửa Thập niên do dự án này được khởi xướng bởi Thập niên Quốc tế về Giảm thiểu Thiên tai (những năm 1990), được Liên Hợp Quốc tài trợ. Dự án này nhằm thúc đẩy nghiên cứu và hoạt động tuyên truyền để nâng cao hiểu biết và khả năng chuẩn bị đối phó với thiên tai.

Danh sách dưới đây tổng hợp 16 núi lửa thuộc danh mục Thập niên.

Ảnh hưởng

Các vụ phun trào núi lửa mang đến nhiều mối nguy hiểm cho con người, bao gồm các vụ nổ, lở đất, lahar, dòng chảy pyroclastic và khí núi lửa.

Khí núi lửa

Hơi nước là loại khí núi lửa phổ biến nhất, tiếp theo là cacbon dioxide và lưu huỳnh dioxide. Các khí núi lửa khác thường gặp bao gồm hydro sulfide, hydro chloride và hydro fluoride. Bên cạnh đó, khí núi lửa còn chứa nhiều hydro, cacbon monoxit, halocacbon, hợp chất hữu cơ và muối chloride kim loại.

Mùa đông núi lửa

Các vụ phun trào núi lửa lớn giải phóng hơi nước (H₂O), cacbon dioxide (CO₂), lưu huỳnh dioxide (SO₂), hydro chloride (HCl), hydro fluoride (HF) và tro (đá mịn và đá bọt) lên tầng bình lưu, cách mặt đất từ 16–32 kilômét. Tác động chính của chúng đến từ sự chuyển đổi lưu huỳnh dioxit thành axít sulfuric (H₂SO₄), kết tụ nhanh trong tầng bình lưu tạo thành aerosol sulfat. Những aerosol này tăng khả năng phản xạ của Trái Đất và làm lạnh khí quyển thấp, trong khi hấp thụ nhiệt từ bề mặt và làm ấm tầng bình lưu. Một số vụ phun trào lớn trong thập kỷ qua đã khiến nhiệt độ trung bình của Trái Đất giảm khoảng 0,4 độ C.

Lịch sử

Có những giả thuyết cho rằng hoạt động núi lửa có thể đã gây ra hoặc góp phần vào các sự kiện tuyệt chủng vào cuối kỷ Ordovic, kỷ Permi-Trias và Devonian muộn. Một trong những sự kiện nổi bật là sự hình thành bẫy Siberia, kéo dài một triệu năm, và rất có thể đã dẫn đến sự kiện tuyệt chủng ở kỷ Permi-kỷ Trias cách đây khoảng 250 triệu năm, được ước tính đã tiêu diệt đến 90% các loài đương thời.

Khoảng 70,000 năm trước, một mùa đông núi lửa được cho là đã xảy ra sau vụ phun trào của siêu núi lửa Toba trên Đảo Sumatra, Indonesia. Theo thuyết thảm họa Toba do một số nhà nhân chủng học và khảo cổ học đưa ra, sự kiện này đã có tác động toàn cầu, khiến phần lớn con người thời kỳ đó thiệt mạng và tạo ra một cổ chai di truyền, ảnh hưởng đến di truyền của con người hiện nay.

Vụ phun trào của Núi Tambora vào năm 1815 đã gây ra sự bất thường khí hậu toàn cầu và được gọi là 'Năm không có mùa hè' vì ảnh hưởng tiêu cực đến thời tiết ở Bắc Mỹ và châu Âu. Sự giảm sút thu hoạch mùa vụ và cái chết hàng loạt của gia súc ở bán cầu Bắc dẫn đến một trong những nạn đói tồi tệ nhất của thế kỷ 19.

Mưa axit

Aerosol sunfat gây ra các phản ứng hóa học phức tạp trên bề mặt, làm thay đổi tỷ lệ clo và nitơ trong tầng bình lưu. Khi lượng aerosol tăng lên và kết tụ, chúng rơi xuống tầng đối lưu trên và hình thành mây ti, từ đó thay đổi cân bằng bức xạ của Trái Đất. Phần lớn hydro chloride (HCl) và hydro fluoride (HF) hòa tan trong giọt nước và rơi xuống đất dưới dạng mưa axit. Ví dụ điển hình là núi lửa Masaya ở Nicaragua, nơi liên tục phun ra khí lưu huỳnh dioxide, gây ra mưa axit cách xa hàng trăm kilomét.

Núi lửa trên các thiên thể khác

Mặt Trăng của Trái Đất không có núi lửa lớn, mặc dù gần đây có bằng chứng cho thấy nó có thể có lõi vẫn còn nóng chảy. Tuy nhiên, Mặt Trăng sở hữu nhiều dạng địa hình núi lửa như các biển (vùng tối màu trên bề mặt), rille và vòm núi.

Trên Sao Hỏa, có vài núi lửa đã ngừng hoạt động, bốn trong số đó là những núi lửa khiên khổng lồ hơn nhiều so với trên Trái Đất. Những núi lửa này bao gồm Arsia Mons, Ascraeus Mons, Hecates Tholus, Olympus Mons và Pavonis Mons. Mặc dù chúng đã không hoạt động hàng triệu năm, tàu thăm dò Mars Express của châu Âu đã phát hiện bằng chứng cho thấy có thể đã có hoạt động núi lửa trên Sao Hỏa gần đây.

Io, vệ tinh của Sao Mộc, là thiên thể có hoạt động núi lửa mạnh mẽ nhất trong hệ Mặt Trời nhờ vào tác động thủy triều từ Sao Mộc. Bề mặt của Io liên tục được bồi thêm bởi dung nham phun trào lưu huỳnh, lưu huỳnh dioxide và đá silicat. Dung nham của nó nóng nhất trong hệ Mặt Trời, đạt nhiệt độ trên 1.800 K (1.500 °C). Vào tháng 2 năm 2001, Io chứng kiến vụ phun trào núi lửa lớn nhất trong hệ Mặt Trời. Một nghiên cứu năm 2010 về hành tinh ngoài hệ Mặt Trời COROT-7b cho thấy gia nhiệt thủy triều từ ngôi sao gần có thể gây ra hoạt động núi lửa mạnh mẽ như trên Io.

Europa, vệ tinh nhỏ nhất của Galileo, cũng có hệ thống núi lửa hoạt động, nhưng dựa hoàn toàn vào nước, đóng băng thành băng trên bề mặt. Năm 1989, tàu vũ trụ Voyager 2 đã quan sát núi lửa băng trên Triton, vệ tinh của Sao Hải Vương, và vào năm 2005, tàu thăm dò Cassini–Huygens chụp hình đài phun băng trên Enceladus, vệ tinh của Sao Thổ. Chất phun trào có thể chứa nước, nitơ lỏng, amonia, bụi hoặc hợp chất chứa metan. Cassini–Huygens cũng phát hiện bằng chứng về núi lửa băng phun trào metan trên vệ tinh Sao Thổ, Titan, được cho là đóng góp vào thành phần metan trong khí quyển của vệ tinh này.