การปะทุของภูเขาไฟแบบพลิเนียน

ภูเขาไฟ (volcano) คือ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่โลกพยายามคลาย  ความร้อนภายในโลกออกสู่ภายนอกในรูปแบบการปะทุของ  หินหนืด (molten rock) ซึ่งจากการกระจายตัวของ ภูเขาไฟมีพลัง (active volcano) ที่มีอยู่ทั่วโลก พบว่าภูเขาไฟมีพลังโดยส่วนใหญ่เกิดตามขอบแผ่นเปลือกโลกโดย เฉพาะอย่างยิ่งตามขอบแผ่นเปลือกโลกมหาสมุทรแปซิกฟิก  หรือที่รู้จักกันในชื่อ วงแหวนแห่งไฟ (Ring of Fire) 

แมกมา (Magma)

เมื่อแผ่นธรณีมหาสมุทรเคลื่อนที่เข้าหากัน หรือปะทะกับแผ่นธรณีทวีป แผ่นธรณีมหาสมุทรซึ่งมีความหนาแน่นกว่าจะจมลงสู่ ชั้นฐานธรณีภาค และหลอมละลายกลายเป็นหินหนืดหรือแมกมา (Magma) 

ปัจจัยที่เร่งให้เกิดการหลอมละลายของแมกมา

• ความร้อน: เมื่อแผ่นธรณีปะทะกันและจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค แรงเสียดทานซึ่งเกิดจากการที่แผ่นธรณีทั้งสองเสียดสีกันจะทำให้เกิดความร้อน เร่งให้ผิวชั้นบนของเปลือกโลกมหาสมุทรที่จมตัวลง หลอมละลายกลายเป็นแมกมาได้ง่ายขึ้น  
• น้ำในชั้นฐานธรณีภการปะทุของภูเขาไฟ Volcanic Eruptionาค: หินเปียก (Wet rock) มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าหินแห้ง (Dry rock) เมื่อหินในเปลือกแผ่นมหาสมุทรจมลงสู่ชั้นฐานธรณีภาค โมเลกุลของน้ำซึ่งเปลี่ยนสถานะเป็นไอน้ำจะช่วยเร่งปฏิกริยาให้หินเกิดการหลอมเหลวได้ง่ายขึ้น 
• การลดความกดดัน: ตามปกติหินใต้เปลือกโลกจะหลอมละลายยากกว่าหินบนเปลือกโลก เนื่องจากความกดดันสูงป้องกันหินไม่ให้เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลว อย่างไรก็ตามอุณหภูมิสูงของชั้นฐานธรณีภาค ทำให้หินหลอมละลาย ขยายตัวออก แล้วยกตัวลอยตัวสูงขึ้น  เมื่อหินหนืดร้อนขยายตัวความกดดันจะลดลง ทำให้หินที่อยู่ในหน้าสัมผัสบริเวณรอบข้างหลอมละลายได้ง่ายขึ้น 

การปะทุของภูเขาไฟ Volcanic Eruption

•  ความหนืด (viscosity) คือ ความสามารถในการไหลของแมกมา โดยแมกมาท่ีมีความหนืดสูงจะไหลได้ช้าและไม่ไกล จากแหล่งกำเนิด โดยมีรูปแบบการไหลคล้ายกับเศษหินที่ถูกครูดและลากไถไปอย่างต่อเนื่องเรียกว่า ลาวาอาอ้า (‘a‘a) ส่วนแมกมาท่ีมีความหนืดต่ำจะไหลหลากไปได้ไกล โดยผิวภายนอกเย็นตัวอย่างรวดเร็วในขณะที่ภายในยังหลอมละลาย และเคลื่อนที่ได้ต่อทำให้มีลักษณะคล้ายกับเกลียวเชือก เรียกว่า ลาวาปาฮอยฮอย (pahoehoe) แมกมาที่ขึ้นมาใต้ทะเลจะไหลออกมาเป็นก้อนๆ เรียกว่า ลาวารูปหมอน (pillow lava)
• ไอระเหย (volatile) เมื่อแมกมาแทรกดันสูงข้ึน ความดันปิดล้อมลดลง ทำให้ก๊าซในแมกมาขยายตัวเป็น ฟองและพุ่งสู่พื้นผิวโลกโดยมีแมกมาติดมาด้วย ซึ่งรูปแบบคล้ายกับการเกิดฟอง
• ปริมาตร (volume) แมกมาปริมาณมาก ทำให้ปะทุรุนแรงมากขึ้น

รูปแบบการปะทุของภูเขาไฟ 

• การปะทุแบบประเทศไอซ์แลนด์ (Icelandic eruption) เป็นการปะทุตามรอยแยก (fissure eruption) ของแมกมาบะซอลต์ความหนืดต่ำ และไม่มีปากปล่องแน่ชัด ลาวาไหลหลากเหมือนกับน้าท่วม
• การปะทุแบบฮาวายเอียน (Hawaiian eruption) (VEI = 0-1) เป็น การปะทุของแมกมาบะซอลต์ความหนืดต่าจากปล่องภูเขาไฟ มีก๊าซระเบิดเล็กน้อย แมกมาไหลเอ่อล้นครอบคลุมพื้นท่ีกว้าง สร้างภูเขาไฟขนาดใหญ่ เช่น ภูเขาไฟเมา นาโลอา บนหมู่เกาะฮาวาย
• การปะทุแบบสตรอมโบเลียน (Strombolian eruption) (VEI = 1-3) ต้ังชื่อตามภูเขาไฟสตรอมโบลีในประเทศอิตาลีเกิดจากแมกมาไรโอไรท์หรือ แอนดีไซต์ซึ่งมีความหนืดสูง ปะทุคล้ายกับน้าพุพุ่งสูง 10-100 เมตร โดยจะปะทุเป็นช่วงๆ ช่วงละ 10-20 นาที เช่น ภูเขาไฟเอตนา (Etna) ในประเทศอิตาลี

รูปแบบการปะทุของภูเขาไฟ 

• การปะทุแบบวัลเคเนียนหรือวิสุเวียน (Vulcanian หรือ Vesuvian eruption) (VEI = 2-5) เกิดจากก๊าซในแมกมามีความดันสูง แทรกดันหินแข็งที่ ปิดทับด้านบน ได้วัสดุสลับชั้นกันระหว่างเศษหินสลับแมกมาบะซอลต์หรือแอนดี ไซต์ท่ีไหลเอื่อย เช่น การปะทุของภูเขาไฟวิสุเวียส (Vesuvius) ในประเทศอิตาลี
• การปะทุแบบพลิเนียน (Plinian eruption) (VEI = 3-8) เป็นการปะทุอย่างรุนแรงของก๊าซและเศษหินพุ่งสูง 5-60 กิโลเมตร เช่น ภูเขาไฟเตาโป(Taupo) ในนิวซีแลนด์บางคร้ังความรุนแรงมากเพียงพอท่ีจะทาลายโครงสร้างของ ภูเขาไฟ และระเบิดผนังด้านข้างออก เรียกว่า การปะทุแบบพีเลียน (Pelean eruption)

ระดับการประทุ

• ภูเขาไฟมีพลัง (active volcano) คือ ภูเขาไฟที่มีประวัติการปะทุในช่วง10,000 ปี ที่ผ่านมา โดยส่วนใหญ่พบตามขอบแผ่นเปลือกโลก ซึ่งจากการ สารวจพบว่ามีภูเขาไฟท่ียังมีพลังอยู่อย่างน้อย 500 ลูก ทั่วโลก เช่น ภูเขาไฟเมราปี (Merapi) ในประเทศอินโดนีเซีย ภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ ในประเทศสหรัฐอเมริกา เป็นต้น
• ภูเขาไฟสงบหรือภูเขาไฟที่ยังหลับ (dormant volcano) คือ ภูเขาไฟที่ไม่ที่มีประวัติการปะทุในช่วง 10,000 ปี แต่มีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์ที่บ่งชี้ว่ายังมีกิจกรรมทางภูเขาไฟอยู่ เช่น เกิดแผ่นดินไหวขนาดเล็ก การรั่วซึมของก๊าซ เช่น ภูเขาไฟฟูจิ (Fuji) ประเทศญี่ปุ่น ภูเขาไฟเรนเนียร์ (Rainier) ในประเทศ สหรัฐอเมริกา เป็นต้น
• ภูเขาไฟดับสนิท (extinct volcano) คือ ภูเขาไฟที่ไม่มีประวัติการ ปะทุและไม่มีสัญญาณทางวิทยาศาสตร์ว่ามีกิจกรรมทางภูเขาไฟอยู่ใต้พื้นที่น้ัน เช่น ภูเขาไฟคีรีมันจาโร (Kilimanjaro) ในแอฟริกา ภูเขาไฟอีเกอร์มอนท์ (Egremont)ในนิวซีแลนด์ เป็นต้น

ชนิดของภูเขาไฟ (Type of Volcano)

• ภูเขาไฟรูปโล่ (shield volcano) เป็นภูเขาไฟท่ีมีขนาดใหญ่ที่สุด เมื่อเทียบกับภูเขาไฟแบบอื่นๆเกิดจากการไหลหลากของแมกมาบะซอลต์ความ หนืดต่า ไม่ทับถมกันสูงแต่ครอบคลุมพื้นท่ีกว้าง ไฟรูปทรงคล้ายกับโล่คว่า มีความชันอยู่ในช่วง 2-10 องศา
• ภูเขาไฟกรวยกรวด (cinder cone volcano) มีขนาดเล็ก แต่มีความชันมาถึง33 องศาเกิดจากแมกมาความหนืดสูงหรือกรวดภูเขาไฟปะทุและ กองทับถมกันรอบปล่อง
• ภูเขาไฟสลับช้ัน (composite volcano หรือ stratovolcano) เกิดจากการแทรกสลับช้ันของลาวาและกรวดภูเขาไฟ รูปร่างคล้ายกับกรวยมีความ ชันประมาณ 25 องศา เช่น ภูเขาไฟฟูจิ

ภัยพิบัติภูเขาไฟ Volcanic Hazard

• ลาวาไหลหลาก (lava flow) โดยส่วนใหญ่เกิดจากแมกมาบะซอลต์ซึ่งมีความหนืดต่ำ โดยส่วนใหญ่สร้างความเสียหายให้กับทรัพย์สินมากกว่าชีวิต
• ธุลีหลาก (nuée ardente) เกิดจากการปะทุแบบพลิเนียนหรือวัลเคเนียน ทำให้เกิดเถ้าผสมของกรวดภูเขาไฟและก๊าซร้อนแรงดันสูงไหลลงตาม ความชันของภูเขาไฟด้วยความเร็วสูง เช่นเหตุการณ์ ปอมเปอี
• ลาฮาร์ (lahar) เป็นอีกรูปแบบหน่ึงของภัยพิบัติภูเขาไฟท่ีเกิดจากกรวดภูเขาไฟไหลปะปนกันมากับน้ำ ทำให้เกิดลักษณะคล้ายกับโคลนไหล หลาก (mud flow)
• เถ้าหล่น (ash fall) หรือ เทฟ่า (tepha) เกิดจากการปะทุของแมกมาไรโอไรต์ทำให้ฝุ่นฟุ้งกระจายเป็นบริเวณกว้าง เช่น การปะทุของภูเขาไฟพินาตูโบ

ภัยพิบัติภูเขาไฟ Volcanic Hazard

• ก๊าซพิษ (toxic gas) ในระหว่างท่ีภูเขาไฟปะทุจะมีการปล่อยก๊าซซึ่งเป็นพิษต่อมนุษย์ออกมาหลายชนิด เช่น ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซัลเฟอร์ได ออกไซด์ และไฮโดรเจนซัลไฟด์
• การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ (climate change) เนื่องจากเถ้าภูเขาไฟและก๊าซสามารถอยู่ได้ในชั้นบรรยากาศนานเป็นหลักปี และบดบังแสงอาทิตย์ท่ี ส่องมายังโลก ทาให้อุณหภูมิโดยเฉลี่ยของโลกลดลง
• ดินถล่มและสึนามิ (landslide and tsunami) จากกรวดภูเขาไฟจำนวนมากที่ทับถมบริเวณไหล่เขาความชันสูง ทำให้ในพื้นท่ีรอบภูเขาไฟมีโอกาส เกิดดินถล่ม หรือบางครั้งภูเขาไฟปะทุใต้น้าก็อาจทาให้เกิดสึนามิได้

วัสดุภูเขาไฟ Volcanic Material

กรวดภูเขาไฟ (pyroclastic) คือ เศษหินเดิมของปากปล่องภูเขาไฟท่ีระเบิดออกมาจากการปะทุของภูเขาไฟอย่างรุนแรงของลาวาที่มีความหนืดสูง ทำ ให้ได้ช้ินส่วนที่มีขนาด รูปร่าง และเนื้อหินท่ีแตกต่างกัน

วัสดุภูเขาไฟ Volcanic Material

หินอัคนีภูเขาไฟ (volcanic rock) หรือ หินอัคนีปะทุ (extrusive rock) หมายถึง หินอัคนีท่ีเกิดจากการเย็นตัวของลาวาอย่างรวดเร็วบนพื้นผิวโลก ทาให้แร่องค์ประกอบมีเวลาน้อยในการตกผลึก จึงเป็นหินที่มี เน้ือละเอียด (aphanitic texture) ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า

หินอัคนีภูเขาไฟ (volcanic rock)

• หินไรโอไรท์ (rhyolite) เกิดจากการปะทุของแมกมาไรโอไรท์ มีสี ขาว เทา น้าตาลอ่อน หรือ สีชมพู
• หินแอนดิไซท์ (andesite) เกิดจากการปะทุของแมกมาแอนดิไซท์ โดยส่วนใหญ่มีสีเขียวแก่ หรือ สีเทา
• หินบะซอลต์ (basalt) เกิดจากการปะทุของแมกมาบะซอลต์ มีสีดำคล้ำ เป็นส่วนใหญ่

วัสดุภูเขาไฟ Volcanic Material

หินอัคนีบาดาล (Plutonic Rock) หรือ หินอัคนีแทรกดัน (intrusive rock) หมายถึง หินอัคนีที่เกิดจากการเย็นตัวของแมกมาภายในเปลือกโลกซึ่ง เนื่องจากอุณหภูมิของมวลแมกมาและหินข้างเคียงไม่แตกต่างกันมากนัก แมกมาจึง ตกผลึกอย่างช้าๆ ทำให้แร่องค์ประกอบชนิดเดียวกันรวมกันเป็นผลึกชัดเจน ทำให้หินมีเนื้อหยาบ(phaneritic texture)