Mengapa Gunung Berapi Meletus?

Bandingkan dua peristiwa: letusan Gunung St. Helens (Amerika Syarikat, 1980) yang meletup secara mengejut dan ganas, melepaskan awan abu dan gas dalam masa beberapa minit; berbanding gunung berapi di Hawaii yang boleh mengalirkan lava secara perlahan dan berterusan selama berbulan-bulan tanpa letupan besar. Kedua-duanya "gunung berapi meletus", tetapi tingkah lakunya sangat berbeza. Puncanya bukan sekadar jumlah tekanan yang terkumpul, ia bergantung kepada sifat magma itu sendiri.

Dua faktor utama: kelikatan magma dan gas terlarut

Magma yang kaya dengan silika (seperti magma jenis riolitik atau andesitik, lazim di zon subduksi) sangat likat, ia mengalir dengan susah, hampir seperti gam kental. Magma yang kurang silika (seperti magma jenis basaltik, lazim di Hawaii) jauh kurang likat, mengalir lebih mudah seperti sirap panas. Kelikatan ini mempengaruhi bagaimana gas terlarut (terutamanya wap air dan karbon dioksida) bergerak dan keluar daripada magma: dalam magma likat, gelembung gas lebih sukar terlepas dan cenderung terperangkap, tekanan terkumpul sehingga akhirnya melepaskan diri secara ganas, menghasilkan letusan letupan. Dalam magma kurang likat, gas lebih mudah terlepas secara beransur-ansur semasa magma naik, menghasilkan aliran lava yang lebih tenang.

Nota Istilahkelikatan magma: Ukuran betapa mudah atau susah magma mengalir, ditentukan terutamanya oleh kandungan silika di dalamnya. Magma kaya silika sangat likat (mengalir susah); magma kurang silika kurang likat (mengalir lebih mudah).

Magma likat memerangkap gelembung gas sehingga tekanan melepaskan diri secara ganas; magma kurang likat membenarkan gas terlepas beransur-ansur.

Kandungan silika magma pula banyak dipengaruhi oleh persekitaran tektonik tempat ia terbentuk (rujuk rencana "Kenapa Plat Tektonik Bergerak" untuk latar belakang pergerakan plat). Magma di zon subduksi (tempat satu plat tenggelam di bawah plat lain) sering menjadi lebih kaya silika akibat proses pencairan dan perubahan kimia yang berlaku apabila ia bergerak melalui kerak Bumi, menghasilkan magma lebih likat dan gunung berapi yang lebih cenderung meletus secara ganas. Magma di kawasan seperti "lubang panas" (hotspot) Hawaii pula lazimnya berasal daripada mantel yang kurang terubah oleh kerak berbanding kebanyakan kawasan zon subduksi, jadi cenderung kurang likat.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?

Bagaimana kita tahu?

Pemerhatian
Ahli geologi memerhatikan bahawa gunung berapi berbeza secara konsisten dalam gaya letusannya — sesetengah (seperti gunung berapi zon subduksi) meletus secara letupan ganas, manakala yang lain (seperti gunung berapi hotspot Hawaii) mengalirkan lava secara lebih tenang dan berterusan.
Bukti
Analisis makmal terhadap sampel batuan beku (lava yang telah membeku) daripada kedua-dua jenis gunung berapi menunjukkan perbezaan konsisten dalam kandungan silika — gunung berapi letupan mempunyai lava berkandungan silika lebih tinggi berbanding gunung berapi aliran tenang.
Inferens
Kandungan silika yang lebih tinggi meningkatkan kelikatan magma, yang menghalang gas terlarut daripada terlepas dengan lancar, ini boleh menerangkan kenapa magma berkandungan silika tinggi cenderung menghasilkan letusan yang lebih ganas.
Model
Ujian makmal mengukur kelikatan pelbagai komposisi magma tiruan pada suhu tinggi mengesahkan hubungan ini secara kuantitatif: magma dengan kandungan silika lebih tinggi secara konsisten menunjukkan kelikatan lebih tinggi dan keupayaan menahan gas yang lebih besar sebelum melepaskan diri secara ganas.
Batasan
Kelikatan dan gas terlarut ialah dua faktor utama, tetapi bukan satu-satunya faktor: suhu magma, kadar ia naik ke permukaan, dan kehadiran air bawah tanah turut mempengaruhi gaya letusan sesuatu gunung berapi, menjadikan ramalan tepat gaya letusan sesebuah gunung berapi tertentu satu cabaran yang berterusan dalam volkanologi moden.

Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3

Apakah faktor utama yang menentukan sama ada gunung berapi meletus secara ganas atau mengalirkan lava secara tenang?