Núi Lửa Dạng Tầng Là Gì? Cấu Trúc Và Độ Nguy Hiểm
Bài viết phát hành:
Cập nhật lần cuối:
Khi nhắc đến núi lửa, hình ảnh đầu tiên hiện lên trong đầu hầu hết chúng ta là một ngọn núi cao hình chóp nón, nhả khói và tro bụi lên bầu trời. Chúng tôi cũng vậy. Nhưng khi tìm hiểu kỹ hơn, chúng tôi nhận ra hình mẫu quen thuộc ấy chính là núi lửa dạng tầng (stratovolcano), còn gọi là núi lửa phức hợp (composite volcano). Đây là loại núi lửa tạo nên nhiều ngọn núi hùng vĩ nhất Trái Đất, và cũng nằm sau không ít vụ phun trào để lại hậu quả nặng nề trong lịch sử.
Núi Lửa Dạng Tầng Là Gì?
Núi lửa dạng tầng (Stratovolcano) là loại núi lửa có hình nón dốc, được xây nên từ nhiều lớp dung nham, tro bụi, xỉ và đá vụn xen kẽ nhau. Theo Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), chúng thường là những khối núi đối xứng, sườn dốc và có kích thước lớn, có thể cao tới khoảng 8.000 feet (khoảng 2.400 mét) so với chân núi.
Tên gọi "dạng tầng" (strato) bắt nguồn từ chính cấu trúc xếp lớp này. Mỗi đợt hoạt động để lại một lớp dung nham đông đặc, đè lên lớp tro, đá bọt và mảnh vụn của những đợt phun trước đó. Nhiều núi lửa dạng tầng nằm tại các đới hút chìm, nơi một mảng kiến tạo chìm xuống bên dưới mảng khác, tiêu biểu là dọc Vành đai lửa Thái Bình Dương. Nhưng không phải ngọn nào cũng vậy, vì Vesuvius và Etna ở Ý đều nằm ngoài vành đai này.
(Xem thêm: Núi Lửa Là Gì? Cấu Trúc, Nguyên Nhân Hình Thành Và Tác Động Địa Chất)
Cấu Trúc Vật Lý Và Quá Trình Hình Thành Xếp Lớp
Một núi lửa dạng tầng không mọc lên trong một sớm một chiều. Theo USGS, chúng thường được xây dựng qua hàng chục đến hàng trăm nghìn năm, với những đặc điểm vật lý sau:
- Cấu trúc nhiều lớp xen kẽ: Sườn núi không đồng nhất mà gồm các lớp dung nham cứng chắc đan xen với các lớp tro tơi xốp, xỉ, khối đá và bom núi lửa.
- Độ dốc lớn và đỉnh nón nhọn: Theo BGS, magma đặc quánh không chảy xa khỏi miệng phun nên chất đống thành nón với sườn dốc khoảng 30 đến 35 độ. Con số này lớn hơn hẳn núi lửa dạng khiên (shield volcano), vốn chỉ có sườn thoải dưới 10 độ.
- Hệ thống ống dẫn trung tâm: Bên trong núi có một ống dẫn nối buồng magma sâu dưới lớp vỏ Trái Đất với miệng hố trên đỉnh. Phần lớn các núi lửa dạng tầng có miệng hố ở đỉnh, bên trong là một cửa phun trung tâm hoặc một nhóm cửa phun.
- Nhiều cửa phun phụ: Dung nham có thể tràn qua các chỗ vỡ ở thành miệng hố hoặc trào ra từ các khe nứt trên sườn núi. Nhiều núi còn có thêm các nón tro xỉ và vòm dung nham trên sườn. Dung nham đông cứng trong các khe nứt tạo thành những đê đá, chúng đóng vai trò như những chiếc gân giúp thân núi chắc hơn.
Khi núi ngừng hoạt động, quá trình xói mòn bắt đầu bóc dần phần thân nón. Cuối cùng, chỉ còn lại nút đá cứng ở ống dẫn cùng các đê đá nhô lên khỏi mặt đất, như dấu vết còn sót lại của một ngọn núi lửa đã biến mất.
Núi Lửa Dạng Tầng Khác Núi Lửa Dạng Khiên Ở Điểm Nào?
Muốn hiểu rõ núi lửa dạng tầng, bạn nên đặt nó cạnh núi lửa dạng khiên. Cả hai đều do magma tạo nên, nhưng tính chất của magma khiến hình dạng và cách phun trào của chúng khác nhau hoàn toàn:
- Núi lửa dạng tầng: Magma đặc quánh, dung nham không chảy xa, sườn dốc 30 đến 35 độ, dễ phun nổ do khí bị giữ lại trong magma.
- Núi lửa dạng khiên: Dung nham bazan loãng, chảy rất xa, tạo nên khối núi rộng với sườn thoải dưới 10 độ. Mauna Loa và Mauna Kea ở Hawaii là hai ví dụ, và nếu tính từ đáy biển, chúng cao hơn 9 km.
Vì Sao Núi Lửa Dạng Tầng Phun Trào Dữ Dội?
Bản chất nguy hiểm của núi lửa dạng tầng nằm ở thành phần hóa học của magma bên trong buồng chứa. Theo USGS, một núi lửa dạng tầng có thể phun nhiều loại magma, từ bazan đến rhyolite, và trừ bazan, các loại còn lại thường gây phun nổ rất mạnh. Cơ chế này diễn ra theo ba bước:
- Hàm lượng silica cao: Magma ở các đới hút chìm thường chứa nhiều silica hơn bazan. Dacite, chẳng hạn, có khoảng 63 đến 68 phần trăm silica, trong khi bazan dưới 53 phần trăm. Hàm lượng này khiến magma cực kỳ đặc quánh và có độ nhớt rất cao.
- Bẫy áp suất khí: Magma càng nhớt thì khí hòa tan, như hơi nước, CO2 và SO2, càng khó thoát ra ngoài. Chúng bị giữ chặt trong buồng chứa và áp suất tích tụ ngày một lớn.
- Vụ nổ dây chuyền: Khi áp suất vượt quá ngưỡng chịu đựng của đá bên trên, nút chặn miệng núi bị chọc thủng. Áp suất giảm đột ngột khiến lượng khí nén bung ra ồ ạt, xé khối magma đặc thành vô số mảnh vụn và đẩy một lượng lớn tro bụi lên không trung.
Khi Núi Lửa Dạng Tầng Mất Đỉnh
Có những vụ phun trào lớn đến mức cả đỉnh núi biến mất. Theo USGS, ngọn núi Mazama ở Oregon, có hình dáng gần giống núi Rainier ngày nay, đã mất đỉnh sau một loạt vụ nổ lớn cách đây khoảng 6.800 năm. Phần đỉnh sụp xuống tạo thành một caldera (lòng chảo sụt lở núi lửa), về sau chứa đầy nước và trở thành hồ Crater Lake.
Ví dụ nổi tiếng hơn là núi Tambora ở Indonesia. Theo BGS, vụ phun trào ngày 10 tháng 4 năm 1815 là vụ lớn nhất trong lịch sử được ghi nhận. Nó thổi bay đỉnh núi, ước tính cao khoảng 4.000 mét, và làm rỗng buồng magma. Miệng hố của Tambora hiện rộng 6 km và sâu 1,1 km. Khi nhìn những con số này, chúng tôi không khỏi choáng ngợp trước sức tàn phá mà một ngọn núi lửa dạng tầng có thể giải phóng.
Những Núi Lửa Dạng Tầng Tiêu Biểu Trên Thế Giới
- Fuji (Nhật Bản): Biểu tượng của đất nước này với hình nón cân đối. Lần phun trào cuối cùng được biết đến là vào năm 1708.
- Mayon (Philippines): Nổi tiếng với hình nón gần như hoàn hảo.
- Vesuvius và Etna (Ý): Hai ngọn núi lửa nổi tiếng của châu Âu, nằm ngoài Vành đai lửa Thái Bình Dương.
- Cotopaxi (Ecuador) và Nevado del Ruiz (Colombia): Hai núi lửa dạng tầng của dãy Andes ở Nam Mỹ.
- Mount St. Helens và Mount Rainier (Hoa Kỳ): Hai ngọn núi thuộc dãy Cascade ở bang Washington, được USGS nêu tên trong nhóm núi lửa phức hợp tiêu biểu.
- Shishaldin (Alaska, Hoa Kỳ): Núi lửa phức hợp cao khoảng 2.857 mét (9.372 feet) so với mực nước biển, nằm trên quần đảo Aleutian.
Kết Luận
Núi lửa dạng tầng là những kiến trúc đồ sộ nhưng cũng đầy hiểm họa của Trái Đất. Cấu trúc xếp lớp được bồi đắp qua hàng chục nghìn năm, cùng magma đặc quánh giữ chặt khí bên trong, khiến chúng có thể phun trào cực kỳ dữ dội. Việc nghiên cứu cấu trúc và theo dõi sát các chỉ số địa chấn tại những ngọn núi này là chìa khóa để đưa ra cảnh báo sớm, bảo vệ tính mạng cho hàng triệu người sống dưới chân chúng.
Nguồn tham khảo:
