Warum kann Meerwasser einen Unterwasservulkan nicht löschen, wenn er ausbricht?

Wie der Name schon sagt, sind Unterwasservulkane Vulkane auf dem Meeresgrund. Das Entstehungsprinzip von Unterwasservulkanen ähnelt dem von Vulkanen an der Erde, mit dem Unterschied, dass sie im Meer wachsen und somit zu Unterwasservulkanen werden.

1. Verschiedene Arten von Unterwasservulkanen

Ebenso wie die Vulkane an Land sind auch die Unterwasservulkane sowohl innerhalb von Platten als auch an Plattengrenzen verteilt. Es gibt drei Arten von Plattengrenzen: konvergente Plattengrenzen, divergente Plattengrenzen und transformierte Plattengrenzen. Konvergente und divergente Plattengrenzen führen zur Entstehung von Vulkanen, während es unter den konvergenten Plattengrenzen im Allgemeinen Subduktionsgrenzen sind, die Vulkane hervorbringen können.

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1// Subduktionsgrenze Unterwasservulkane

Unter einer Subduktionsgrenze versteht man eine Kollision, die auftritt, wenn sich zwei Platten relativ zueinander bewegen. Aufgrund der unterschiedlichen Dichte der beiden Platten taucht die dichtere Platte unter die weniger dichte Platte ab, wodurch eine Subduktionszone entsteht. Die Relativbewegung der beiden Platten in der Subduktionszone hört nicht auf. Die Platte mit hoher Dichte wird weiter tief in die Erde absinken. Aufgrund der Temperatur- und Druckerhöhung in der Tiefe schmilzt der Teil der Platte, der zuerst abtaucht, und die Platte verschwindet.

Im Allgemeinen sind ozeanische Platten dichter als kontinentale Platten. Wenn ozeanische Platten mit kontinentalen Platten kollidieren, tauchen sie daher unter die kontinentalen Platten ab und bilden Gräben. Aufgrund der Reibung zwischen den abtauchenden Platten entstehen unterhalb der Subduktionszone lokal hohe Temperaturen. Durch die Dehydratation einiger wasserhaltiger Mineralien sinkt auch der Schmelzpunkt von Gesteinen, sodass diese in großen Mengen schmelzen und Magma bilden. Darüber hinaus führt das aus dem Graben in die Subduktionszone eindringende Meerwasser dazu, dass Gesteine ​​reagieren und Magma bilden. Wenn sich das Magma sammelt und in der Erdkruste aufsteigt, löst es vulkanische Aktivität aus. Tief unter dem Graben kann Magma entlang der Risse in der Subduktionszone leicht an die Oberfläche steigen. Befindet sich die ansteigende Oberfläche auf dem Meeresboden, bildet sich ein Unterwasservulkan.

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Die Unterwasservulkane an der Subduktionsgrenze sind überwiegend in der Nähe des Grabens verteilt. Wenn das von diesem Unterwasservulkan kontinuierlich ausgestoßene Magma an die Meeresoberfläche gelangt und dort abkühlt, entsteht eine Vulkaninsel. Auf diese Weise könnten die Inselketten entstanden sein, die auf der Landseite des Grabens häufig zu sehen sind. Die Unterwasservulkane im Pazifischen Feuerring sind von diesem Typ, und der Unterwasservulkan Tonga befindet sich in diesem Vulkangürtel.

2// Diskrete unterseeische Plattengrenzenvulkane

Eine divergente Plattengrenze, auch Wachstumsgrenze genannt, ist die Grenze, an der sich zwei Platten voneinander trennen, und ist häufig an Mittelozeanischen Rücken zu sehen. Am Mittelozeanischen Rücken wachsen Platten. Die Kruste in diesem Bereich ist sehr dünn und bricht leicht. Das Magma tief in der Erdkruste steigt entlang der Risse zum Meeresboden auf und bildet Unterwasservulkane. Die meisten Unterwasservulkane liegen an divergierenden Plattengrenzen. Zu diesem Typ gehört der Vulkangürtel des Mittelatlantischen Rückens, und auch die Unterwasservulkane in der Nähe von Island liegen auf diesem Vulkangürtel.

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3// Unterwasservulkane innerhalb der Platte

Innerhalb der Platte gebildete Vulkane werden als Hotspot-Vulkane bezeichnet und stehen angeblich mit Mantelplumes in Verbindung. Ein Mantelplume ist ein Hochtemperaturkanal, der wie eine Säule zwischen dem Mantel und dem Kern existiert. Die Gesteine ​​am Boden der Erdkruste, wo es sich befindet, werden zu Magma geschmolzen, das sich dann erhitzt und ausdehnt, bis es schließlich komprimiert wird und auf die Oberfläche der Erdkruste einwirkt, was zu Vulkanausbrüchen führt. Liegt der Ort des Vulkanausbruchs auf dem Meeresboden, entsteht auch ein Unterwasservulkan. Die Hawaii-Inselkette ist eine Inselkette, die durch den Ausbruch eines Hotspot-Unterwasservulkans innerhalb der Pazifischen Platte entstanden ist.

2. Verbreitung von Unterwasservulkanen

Wenn wir die verschiedenen Arten unterseeischer Vulkane verstehen, können wir auch die ungefähre Verteilung unterseeischer Vulkane auf der Welt verstehen – ihre Hauptverteilung liegt im Pazifischen Ozean, im Indischen Ozean und in den Mittelatlantischen Rückengebieten. Darüber hinaus könnte es auch einige Unterwasservulkane geben, die in den Mantelplume-Hotspots im Pazifischen und Indischen Ozean verteilt sind. Laut Statistik gibt es weltweit über 20.000 Unterwasservulkane, mehr als die Hälfte davon liegen im Pazifischen Ozean, was vor allem auf den Pazifischen Feuerring zurückzuführen ist.

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In einigen Meeresgebieten unseres Landes gibt es Unterwasservulkane. Es ist hauptsächlich im Südchinesischen Meer und im Ostchinesischen Meer verbreitet, einschließlich der Insel Hainan, der Xisha-Inseln, der Nansha-Inseln, der Qiongzhou-Straße usw. Der Gaojianshi auf den Xisha-Inseln ist der Aufschluss eines Unterwasservulkans. Es gibt auch Unterwasservulkane im Becken des Südchinesischen Meeres meines Landes und in den Gewässern um Taiwan. Allerdings sind die Unterwasservulkane meines Landes sehr alt und ihre Aktivität ist derzeit sehr gering.

3. Warum kann das Feuer im Wasser nicht gelöscht werden?

Warum können Unterwasservulkane nicht durch Meerwasser gelöscht werden?

Das Prinzip beim Löschen eines Feuers mit Wasser besteht zunächst darin, Sauerstoff zu isolieren und abzukühlen. Magma ist zum Brennen jedoch nicht auf Sauerstoff angewiesen. Es handelt sich selbst um eine geschmolzene Substanz mit einer Temperatur von 900 bis 1400 °C. Der kritische Druck von Wasser beträgt etwa 22 MPa. Der Druck am Boden der Tiefsee hat den kritischen Druck überschritten und es kommt nicht zu einem Phasenwechsel von flüssig zu gasförmig. Selbst wenn Magma das Meerwasser auf mehrere hundert Grad Celsius erhitzt, gelangt das Meerwasser lediglich in einen überkritischen flüssigen Zustand, wodurch Meerwasser und Magma getrennt werden.

Wenn ein Unterwasservulkan ausbricht, ist der Druck sehr hoch. Selbst der enorme Wasserdruck auf dem Meeresboden kann die Kraft des Vulkanausbruchs nicht stoppen, daher ist es unmöglich, den Vulkan zu löschen.

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Darüber hinaus kann Meerwasser Vulkane nicht löschen, es kann aber auch die Zerstörungskraft von Unterwasservulkanausbrüchen leicht verstärken. Entsprechenden Untersuchungen zufolge war der Ausbruch des Unterwasservulkans auf Tonga so heftig, dass er höchstwahrscheinlich auf eine große Menge Meerwasser zurückzuführen war, die in den Magmapool strömte und eine gemischte Explosion verursachte.

4. Welche Auswirkungen hat der Ausbruch eines Unterwasservulkans?

Zunächst müssen wir uns das Ausmaß des Vulkanausbruchs ansehen. Vulkanausbrüche werden je nach Volumen des ausgebrochenen Materials in 9 Stufen unterteilt, nämlich VEI0~8. Je höher die Zahl, desto größer die Wirkung. Im Allgemeinen haben unterseeische Vulkanausbrüche mit einem VEI von 6 oder höher deutlichere Auswirkungen auf die Welt, während die Auswirkungen von 3 bis 5 auf bestimmte Gebiete beschränkt sind und die Auswirkungen von 0 bis 2 nur auf den lokalen Vulkan beschränkt sind.

Der Ausbruch eines Unterwasservulkans wird zunächst einen Tsunami auslösen, da der Ausbruch drastische Veränderungen in der Topographie des Meeresbodens zur Folge hat und der dadurch ausgelöste Tsunami nicht weniger stark ist als ein schweres Erdbeben.

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Unterwasservulkanausbrüche wirken sich auf die Meeresströmungen aus, da sie viel Wärme erzeugen, die die kalten und warmen Strömungen im Ozean für kurze Zeit beeinflussen kann.

Unterseeische Vulkanasche hat Auswirkungen auf die umgebende Atmosphäre. Die ausgebrochene Vulkanasche wird die Atmosphäre verschmutzen. Die darin enthaltenen Sulfide können die Sonneneinstrahlung verringern und die Bodentemperatur beeinflussen, was allgemein als Parasoleffekt bekannt ist. Der Ausbruch eines Unterwasservulkans führt dazu, dass große Mengen Wasserdampf in die Atmosphäre gelangen. Der Ausbruch des Unterwasservulkans Tonga ist ein Beispiel dafür, und seine Auswirkungen auf die Atmosphäre werden noch immer untersucht. Darüber hinaus beeinträchtigen unterseeische Vulkanausbrüche das Überleben des Meereslebens und haben Auswirkungen auf die Ökologie, die Fischerei und die Meeresaquakultur.

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Einerseits verursachen unterseeische Vulkanausbrüche enorme Verluste für die Menschheit, andererseits bringen sie aber auch eine Vielzahl von Ressourcen mit sich. Auch die durch unterseeische Vulkanausbrüche entstandenen Vulkaninseln und die kreisförmigen Korallenriffe rund um die Vulkane sind wichtige Tourismusressourcen, und der Tourismus ist eine wichtige Säule der Volkswirtschaft der pazifischen Inselstaaten. Darüber hinaus können durch unterseeische Vulkanausbrüche auch verschiedene vulkanische Ablagerungen entstehen, beispielsweise Kupfer, Gold, Pyrit, Baryt und andere metallische oder nichtmetallische Mineralien. Quelle: Chongqing Wissenschafts- und Technologiemuseum

Autor: Deng Feng, Hauptfach Geographie

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