Tài liệu Núi lửa và ảnh hưởng của núi lửa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA SƯ PHẠM BỘ MÔN SƯ PHẠM ĐỊA LÝ CAO THỊ KHUY MSSV: 6086394 NÚI LỬA VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÚI LỬA LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH SƯ PHẠM ĐỊA LÝ MÃ SỐ: 16 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: Ths. HUỲNH HOANG KHẢ Cần Thơ, tháng 5 năm 2012 -1- LỜI CẢM ƠN  Sau hơn 4 năm học tập và nghiên cứu ở Trường Đại học Cần Thơ, tôi đã ch ọn làm luận văn để hoàn thành khóa học. Đến nay tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đại học, chuyên ngành Sư phạm Địa Lý. Trong thời gian làm luận văn bên cạnh những thuận lợi còn có nhiều khó khăn, thất bại. Không chỉ bản thân cố gắng, tìm tòi nghiên cứu mà còn sự động viên, khích lệ của gia đình, s ự chỉ dẫn và giúp đỡ của thầy cô, bạn bè đó là nguồn động lực rất lớn giúp tôi hoàn thành khóa học cũng như lu ận văn này. Với lòng biết ơn và tình cảm chân thành sâu sắc, tôi xin gởi lời cảm ơn đến: Thầy Huỳnh Hoang Khả giảng viên bộ môn Địa Lý, Khoa Sư ph ạm, Trường Đại học Cần Thơ. Thầy hướng dẫn đề tài đã tận tình giúp đỡ tôi trong xây dựng đề tài để tôi có định hướng nghiên cứu đúng và hoàn thành tốt bài nghiên cứu. Thầy đã truyền đạt kinh nghiệm và kiến thức tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành tốt luận văn này. Quý thầy cô Trường Đại học Cần Thơ đặc biệt là quý thầy cô trong bộ môn Sư phạm Địa Lý, đã truyền thụ tri thức và tư duy cũng như phương pháp đánh giá vấn đề trong những năm học qua và các bạn trong lớp sư phạm Địa Lý K34 đã đóng góp ý kiến, hỗ trợ tôi những tài liệu liên quan. Quý thầy cô, cán bộ trong Trung tâm học liệu và thư viện khoa Sư phạm đã tạo điều kiện cho tôi mượn tài liệu và truy cập Internet trong thời gian tôi làm đề tài. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã luôn giúp đ ỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu. Cần Thơ, ngày 08 tháng 05 năm 2012 Cao Thị Khuy -2- MỤC LỤC Trang DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................ DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ................................................................................ PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................1 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .........................................................................................1 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI..........................................................1 3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI.......................................................2 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI.............................................................2 5. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI...................................2 6. QUAN ĐIỂM NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ......................................................3 6.1 Quan điểm lãnh thổ..........................................................................................3 6.2 Quan điểm tổng hợp.........................................................................................3 6.3 Quan điểm lịch sử.............................................................................................3 6.4 Quan điểm viễn cảnh .......................................................................................3 7. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI.................................................4 7.1 Phương pháp thu tập tài liệu: .........................................................................4 7.2 Phương pháp bản đồ .......................................................................................4 PHẦN NỘI DUNG.........................................................................................................5 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ NÚI LỬA ..............................................................5 1.1. Khái niệm núi lửa............................................................................................5 1.2. Nguyên nhân hình thành núi lửa ...................................................................5 1.3. Cấu trúc của núi lửa .......................................................................................8 1.3.1 Họng núi lửa...............................................................................................9 1.3.2 Miệng núi lửa .............................................................................................9 1.3.3 Lò macma..................................................................................................12 1.4. Vị trí phát sinh núi lửa..................................................................................12 1.4.1 Núi lửa của trường áp suất căng giãn.....................................................12 1.4.2 Núi lửa của trường áp suất nén ép ..........................................................13 1.4.3 Núi lửa của các điểm nóng ......................................................................13 1.5. Phân loại núi lửa............................................................................................14 1.6. Phân bố của núi lửa.......................................................................................16 1.6.1 Phân bố của núi lửa trên thế giới ............................................................16 1.6.2 Phân bố của núi lửa ở Việt Nam..............................................................20 TÓM TẮT CHƯƠNG 1...........................................................................................22 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LÝ HO ẠT ĐỘNG CỦA NÚI LỬA...............................23 2.1 Nguyên lý hoạt động.......................................................................................23 2.1.1 Quá trình hoạt động .................................................................................23 2.1.2 Độ sâu và nguồn cung cấp macma..........................................................24 -3- 2.1.3 Cơ chế phun trào dung nham ..................................................................28 2.2 Các kiểu hoạt động của núi lửa.....................................................................29 2.2.1 Hoạt động kiểu phun trào ........................................................................30 2.2.2 Hoạt động kiểu phun nổ...........................................................................32 2.3 Sản phẩm của núi lửa ....................................................................................34 2.3.1 Dung nham ...............................................................................................34 2.3.2 Các sản phẩm chính khác ........................................................................36 2.4 Lịch sử hoạt động một số núi lửa tiêu biểu trên thế giới ............................39 2.4.1 Núi lửa Vesuvius. ......................................................................................39 2.4.2 Núi lửa Krakatau......................................................................................40 2.4.3 Núi lửa Paricutin......................................................................................41 2.4.4 Núi lửa St. Helen. .....................................................................................41 2.4.5 Núi lửa Hawaii. ........................................................................................43 2.4.6 Núi lửa Pinatubo ......................................................................................45 2.4.7 Núi lửa Eyjafjallajokull, Iceland .............................................................47 2.4.8 Núi lửa Tambora.......................................................................................47 2.4.9 Núi lửa dưới đáy đại dương. ....................................................................48 2.5 Dự báo núi lửa ................................................................................................49 2.5.1 Cơ sở dự báo núi lửa ................................................................................49 2.5.2 Phương pháp dự báo núi lửa...................................................................51 TÓM TẮT CHƯƠNG 2...........................................................................................54 CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA NÚI LỬA ......................................................55 3.1 Những ảnh hưởng tích cực của núi lửa ........................................................55 3.1.1 Hình thành cao nguyên Bazan màu mỡ .................................................55 3.1.2 Hình thành đá Macma .............................................................................56 3.1.3 Hình thành các mỏ khoáng sản...............................................................59 3.1.4 Một số địa mạo được hình thành kèm theo sự phun núi lửa.................65 3.1.5 Góp phần tích cực trong phát triển kinh tế của con người. ...................66 3.2 Những ảnh hưởng tiêu cực của núi lủa ........................................................69 3.2.1 Tự nhiên....................................................................................................69 3.2.2 Kinh tế - xã hội ........................................................................................74 TÓM TẮT CHƯƠNG 3...........................................................................................78 PHẦN KẾT LUẬN ......................................................................................................79 1. TÓM TẮT VÀ KẾT LUẬN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................79 2. Ý KIẾN ĐỀ XUẤT ..............................................................................................79 3. HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ..............................................................80 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................. PHỤ LỤC ........................................................................................................................ -4- DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hội tụ giữa mảng nền đại dương và địa dương ........................................ 9 Hình 1.2 Hội tụ giữa mảng nền đại dương và lục địa.............................................. 9 Hình 1.3 Hội tụ giữa mảng nền lục địa và lục địa ................................................. 10 Hình 1.4 Cấu trúc của một núi lửa......................................................................... 11 Hình 1.5 Quá trình tạo miệng núi lửa .................................................................... 12 Hình 1.6 Sự tiến hóa của núi lửa Poxos Decaldas................................................. 13 Hình 1.7 Phân bố núi lửa kiến tạo.......................................................................... 14 Hình 1.8 Phân bố núi lửa trên thế giới................................................................... 18 Hình 1.9 Bản đồ vành đai núi lửa Thái Bình Dương ............................................. 19 Hình 2.1 Sự thay đổi nhiệt độ dung nham theo độ sâu của núi lửa Kialauea, Hawaii.................................................................................................... 27 Hình 2.2 Các kiểu phun trào của núi lửa hoạt động kiểu phun nổ ........................ 35 Hình 2.3 Dung nham chảy tràn trên sườn núi lửa Kialauea trên đảo Hawaii ...... 36 Hình 2.4 Bom núi lửa ............................................................................................. 38 Hình 2.5 Lapili........................................................................................................ 38 Hình 2.6 Tro núi lửa ............................................................................................... 39 Hình 2.7 Mặt cắt núi lửa Vesuvirus ........................................................................ 41 Hình 3.1 Các loại đá macma .................................................................................. 60 -5- DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Một số núi lửa hoạt động ở Việt Nam ..................................................... 22 Bảng 3.2 Khối lượng tro bụi từ các núi lửa............................................................ 70 Bảng 3.3 Những trận núi lửa phun làm nhiều người chết...................................... 76 -6- GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ Mảng kiến tạo: Mảng kiến tạo, xuất phát từ thuyết kiến tạo mảng, là một phần của lớp vỏ Trái Đất (tức thạch quyển). Bề mặt Trái Đất có thể chia ra thành bảy mảng kiến tạo chính và nhiều mảng kiến tạo nhỏ. Rift: là một quá trình đ ịa chất có khởi điểm, có thành tạo cao trào tách giãn mạnh, có kết thúc là lúc vỏ trái đất nguội dần. Cung đảo núi lửa: Cung núi lửa là một dãy các đảo núi lửa hay các núi nằm gần rìa các lục địa được tạo ra như là kết quả của sự lún xuống của các mảng kiến tạo. Sự lún xuống tạo ra các vòng cung này bằng cách tạo ra macma khi một mảng kiến tạo bị lún xuống dưới một mảng kiến tạo khác chui vào quyển mềm của lớp phủ. Các lớp macma bị đẩy lên trên bề mặt thông qua lớp vỏ Trái Đất, phun trào ra mặt đất và tạo thành các núi lửa. Điểm nóng: Điểm nóng là những điểm tồn tại từ quyển mềm hoặc có thể sâu hơn nữa từ đó bốc thẳng đứng lên một cột sản phẩm nóng chảy, xuyên lên mặt đất đi qua thạch quyển như một ống khói. Đới hút chìm: Đới hút chìm được hình thành tại ranh giới mảng hội tụ khi một hoặc cả hai mảng kiến tạo có kiểu vỏ đại dương. Mảng nặng hơn được cấu tạo bởi vỏ đại dương) thì chui xuống mảng nhẹ hơn, mảng nằm trên có thể là vỏ lục địa hoặc vỏ đại dương. Cao nguyên bazan: các vùng đất bazan màu mỡ trên các địa hình tương đ ối bằng phẳng và độ cao tương đối lớn đã tạo nên các cao nguyên Bazan màu mỡ thích hợp cho sản xuất của con người. Ô nhiễm môi trường: Ô nhiễm môi trường là tình trạng môi trường bị ô nhiễm bởi các chất hóa học, sinh học... gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, các cơ thể sống khác . Động đất: Động đất là sự rung chuyển trên bề mặt của vỏ Trái Đất do một nguồn năng lượng được phát sinh từ một nơi đỗ vỡ đất đá bên trong lòng đ ất. Sóng thần: Sóng thần (tiếng Nhật: tsunami) là một loạt các đợt sóng tạo nên khi một thể tích lớn của nước đại dương bị chuyển dịch chớp nhoáng trên một quy mô lớn. Lũ bùn: là những dòng tro bụi núi lửa trộn với đất đá, theo triền núi lửa tràn xuống chân núi và các vùng lân cận vùi lấp tất cả. Trượt lở: Trượt lở là hiện tượng mất ổn định và dịch chuyển sườn dốc, mái dốc, gây mất ổn định công trình, vùi lấp người và tài sản, phá hoại diện tích canh tác và môi trường sống, có thể dẫn tới những thảm hoạ lớn cho con người và xã hội. Cân bằng sinh thái môi trường: Cân bằng sinh thái là trạng thái ổn định tự nhiên của hệ sinh thái, hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện sống. -7- Phun trào núi lửa: Phun trào núi lửa là một quá trình vận chuyển vật liệu từ dưới sâu lòng đất lên bề mặt, như là một phần của tiến trình mà Trái Đất loại bỏ sự quá dư thừa về nhiệt độ và áp suất bên trong lòng nó. Macma: Macma là khối lượng vật chất nóng chảy trong lòng đ ất có thành phần chủ yếu là silicat và chứa khối lượng lớn các chất ở thể khí. Khi phun trào ra mặt đất macma còn đư ợc gọi là dung nham. Quá trình xâm nhập: là quá trình macma xuyên vào vỏ Trái Đất ở dưới sâu trong lòng đất. Quá trình phân dị kết tinh: là quá trình hình thành khoáng vật của macma theo cơ chế thời gian nhiệt độ sẽ giảm dần, những khoáng vật kết tinh ở nhiệt độ cao sẽ kết tinh trước sau đó là những khoáng vật kết tinh ở nhiệt độ thấp kết tinh thành khoáng -8- PHẦN MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong quá trình xuất hiện và tiến hóa của loài người, con người đã phụ thuộc và tác động vào tự nhiên rất nhiều. Để phục vụ cho cuộc sống của mình con người đã tác động làm biến đổi tự nhiên rất nhiều, bên cạnh đó thì con ngư ời cũng bị tác động ngược lại từ phía tự nhiên thông qua các thiên tai mà tự nhiên mang lại như: động đất, núi lửa, sóng thần, bão, lũ lụt, hạn hán. Hàng loạt các thiên tai trong lòng đ ất mà tự nhiên mang đến núi lửa là thiên tai mà con người có thể dự báo trước nhưng lại không thể chống chọi được và chỉ có thể giảm thiểu những hậu quả mà núi lửa mang đến. Núi lửa hình thành như th ế nào? Phân bố ở đâu? Nguyên lý hoạt động ra sao? Con người dựa vào cơ sở nào và dự báo núi lửa hoạt động bằng phương pháp gì? Nh ững ảnh hưởng núi lửa đến tự nhiên và con người như thế nào? Đó là những thắc mắc mà trước kia tôi chưa giải thích được, trong thời gian học tập và nghiên cứu trong trường đại học qua lời giảng của thầy cô, tìm hiểu qua sách, báo, qua mạng Internet đã giúp tôi gi ải đáp được phần nào những thắc mắc trên. Vì vậy, khi tiến hành làm luận văn tốt nghiệp chúng tôi đã ch ọn đề tài “Núi lửa và ảnh hưởng của núi lửa”. Với đề tài này giúp cho tôi tìm hiểu sâu hơn những vấn đề trên, đồng thời giúp tôi tích lũy đư ợc kinh nghiệm khi làm một bài nghiên cứu khoa học. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Đề tài nhằm mục tiêu tìm hiểu về núi lửa trên Thế giới, qua đó giúp ta hiểu rõ các khái niệm về núi lửa, cách phân loại và quy luật phân bố của núi lửa trên Thế giới. Đề tài còn làm rõ quá trình phun trào, các kiểu phun trào và lịch sử hoạt động của một số núi lửa tiêu biểu trên Thế giới. Ngày nay với trình độ khoa học kỹ thuật phát triển cao và nhanh chóng thì việc dự báo núi lửa hoạt động có gì tiến bộ? Trong thời gian xa xưa con người dự báo núi lửa hoạt động bằng cách nào? Những vấn đề này sẽ được làm rõ trong mục dự báo hoạt động của núi lửa. Cuối cùng đề tài sẽ làm rõ những ảnh hưởng tích cực và tiêu cực của núi lửa đến tự nhiên và con người. Trên cơ sở nghiên cứu đó còn giúp tôi tích lũy đư ợc nhiều kiến thức nhằm phục vụ cho việc giảng dạy sau này. Thông qua việc nghên cứu còn giúp tôi rèn luyện kỹ năng sưu tầm, phân tích, thống kê và tổng hợp tài liệu từ nhiều nguồn kiến thức khác nhau. Việc hoàn thành luận văn còn góp một phần nhỏ tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu về núi lửa sau này. -1- 3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các yếu tố ảnh hưởng đến việc hình thành và hoạt động của núi lửa. Từ đó có cơ sở và phương pháp dự báo núi lửa nhằm giảm thiểu tác động của núi lửa đến đời sống kinh tế xã hội. Các yếu tố ảnh hưởng đến núi lửa chủ yếu là các hoạt động nội sinh như: sự chuyển dịch của các mảng nền ảnh hưởng đến sự phân bố núi lửa, thành phần và hoạt động macma quy định kiểu hoạt động của núi lửa. Xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến núi lửa là cơ sở để dự báo hoạt động của núi lửa để có phương pháp dự báo chính xác nhằm hạn chế đến mức thấp nhất những ảnh hưởng tiêu cực của núi lửa đến đời sống con người. Tìm hiểu những ảnh hưởng mà núi lửa mang lại cho môi trường tự nhiên và đời sống của con người. 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Do khả năng, tài liệu và thời gian có giới hạn nên việc nghiên cứu chỉ tập trung nghiên cứu 3 vấn đề: - Chương 1: Khái quát về núi lửa. Chỉ khái quát về định nghĩa, phân loại, vị trí phát sinh và phân bố của núi lửa. - Chương 2: Nguyên lý hoạt động. Nghiên cứu 4 vấn đề cơ bản: nguyên lý hoạt động, các kiểu hoạt động, sản phẩm của núi lửa, hoạt động của một số núi lửa tiêu biểu trên thế giới và phương pháp dự báo hoạt động của núi lửa. - Chương 3: Ảnh hưởng của núi lửa. Nghiên cứu hai ảnh hưởng tích cực và tiêu cực của núi lửa đối với tự nhiên và con người. 5. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Núi lửa là thiên tai do hoạt động nội sinh gây ra khi núi lửa phun trào thường gây ra những hậu quả rất lớn. Chính vì vậy đã có nhiều tác giả nghiên cứu về núi lửa. Tuy nhiên, mỗi tác giả lại nghiên cứu núi lửa ở những khía cạnh khác nhau. Tìm hiểu núi lửa không phải là một vấn đề mới mà trước đó đã có nhi ều nhà khoa học tìm hiểu vấn đề này. Nguyễn Hữu Danh (2008) “Tìm hiểu Trái Đất” tác giả đã nêu m ột cách khái quát về khái niệm, các dạng núi lửa, sản phẩm núi lửa và các ảnh hưởng của núi lửa đến tự nhiên và kinh tế xã hội. Nguyễn Hữu Danh (2008) trong sách “Tìm hiểu thiên tai trên Trái Đất” tác giã đã nêu được khái quát về khái niệm, các dạng và sản phẩm của hoạt động núi lửa. Tống Duy Thanh (2004) sách “Giáo trình Địa chất cơ sở” trong nội -2- dung các quá trình đ ịa chất nội sinh tác giả đã đ ề cập đến hoạt động của macma và khái niệm, cấu trúc, kiểu hoạt động và các dạng của núi lửa. Huỳnh Thị Minh Hằng (2006) trong sách “Địa chất môi trường” tác giả đã nêu khái quát về núi lửa từ khái niệm, phân loại, cấu trúc, vị trí phát sinh, phân bố và các tai biến núi lửa cùng các phương pháp dự báo núi lửa hoạt động núi lửa. Lê Vũ Khải (2008) Cuốn luận văn tốt nghiệp “Tìm hiểu thiên tai đến từ lòng đất”. Nêu khái quát về núi lửa, nguyên lý hoạt động và phân bố của núi lửa. Với sự phát triển của Internet hiện nay có rất nhiều bài báo nói về núi lửa như: vietbao.com, khoahoc.com… Tùy theo từng thời điểm nghiên cứu, từng quan điểm và từng điểm mới của vấn đề mà mỗi công trình có những nét đặc thù riêng. Đề tài này rất hay và bổ ích trong tương lai sẽ có nhiều công trình nghiên cứu sâu hơn, với sự nghiên cứu của tôi sẽ góp một phần nhỏ vào nguồn tư liệu cho độc giả và các nhà nghiên cứu sau này. 6. QUAN ĐIỂM NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Quan điểm lãnh thổ Còn gọi là quan điểm “vùng” đây là quan điểm đặc thù của địa lý. Trong thực tế mỗi sự vật hiện tượng địa lý luôn có sự phân hóa trong không gian làm cho chúng có sự khác biệt nhau giữa nơi này với nơi khác, sự khác biệt này là sai lệch lãnh thổ. Quán triệt những quan điểm này khi nghiên cứu núi lửa, tôi đã chú ý tìm ra sự khác biệt về quy mô, cơ chế hoạt động, đặc điểm của núi lửa ở từng vùng, từng khu vực trên thế giới. 6.2 Quan điểm tổng hợp Quan điểm này đòi hỏi người nghiên cứu xem xét các sự vật hiện tượng trong mối quan hệ tác động qua lại giữa chúng, tránh tách rời xem xét một cách riêng lẻ. Núi lửa có mối quan hệ chặt chẻ và tác động mạnh mẻ đến thủy quyển, khí quyển và sinh quyển cho nên khi nghiên cứu phải làm nổi bật nội dung chính của vấn đề trong mối quan hệ với các yếu tố nói trên. 6.3 Quan điểm lịch sử Hầu hết các sự vật hiện tượng xảy ra trong tự nhiên và cả quá trình phát triển kinh tế - xã hội loài người trãi qua quá trình lịch sử bí ẩn lâu dài. Do đó để hiểu biết vấn đề này trước hết ta tìm hiểu về nguồn gốc, quá trình hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn. Để từ đó ta có thể hiểu được vấn đề đúng đắn và đầy đủ hơn, cũng như việc nhận thức vấn đề trong hiện tại và tương lai sau này. 6.4 Quan điểm viễn cảnh Không có một hiện tượng hay sư vật nào tồn tại mãi mãi và không thay đ ổi theo -3- thời gian, núi lửa cũng vậy cùng có thời gian hoạt động mạnh và hoạt động yếu. Do đó ta cần phải có dự báo trong tương lai hoạt động của từng núi lửa, dựa vào điều kiện cụ thể của từng vùng phân bố núi lửa. 7. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 7.1 Phương pháp thu tập tài liệu: - Thu thập tài liệu: tìm các nguồn tài liệu liên quan đến bài luận ở nhiều nguồn khác nhau như: sách, báo, ở thư viện khoa Sư phạm và Trung tâm học liệu và từ Internet. Thông qua tài liệu tìm đư ợc sẽ trích lọc các tài liệu có liên quan. - Lập đề cương tổng quát: Thông qua tài liệu tìm được tiến hành lập đề cương tổng quát. - Tiến hành phân tích, so sánh và tổng hợp tài liệu. Sau đó viết bản thảo và cuối cùng là hoàn thành bài luận văn. 7.2 Phương pháp bản đồ Đây là phương pháp đặc thù trong Địa Lý, thông qua phương pháp bản đồ sẽ mang lại tính trực quan cho tài liệu nghiên cứu. Đồng thời còn mang tính minh họa cho bài nghiên cứu thêm sắc xảo. Vận dụng tính trực quan của biểu đồ tôi đã thêm v ận dụng vào bài nghiên cứu của mình các bản đồ phân bố núi lửa và biểu đồ về cấu trúc núi lửa. Làm cho tài liệu có thêm tính khắc sâu đối với người đọc. Đề tài tổng hợp thông tin từ bản đồ, các số liệu thống kê qua đó tạo được những biểu đồ, bản đồ phù hợp với nội dung trong đề tài. -4- PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ NÚI LỬA 1.1. Khái niệm núi lửa Núi lửa, một thiên tai đến từ lòng đất đã gây nhiều ảnh hưởng đến tự nhiên và đời sống của con người. Hiện nay có rất nhiều khái niệm về núi lửa tùy theo từng lĩnh v ực nghiên cứu, tác giả khác nhau mà có những khái niệm khác nhau, như: “Núi lửa là hoạt động macma ở bên trong lòng Trái Đất được biểu hiện ra trên mặt đất” [11 Tr.173] “Núi lửa là hiện tượng macma (hỗn hợp Silicat nóng chảy bão hòa cùng các chất khí) từ trong lòng đất phun trào ra ngoài mặt đất dưới dạng dung nham (dạng lỏng) hoặc dạng bom, tro bụi (dạng rắn)” [4 Tr.31] “Núi lửa là biểu hiện của quá trình phun trào mà loài người quan sát trực tiếp trên Trái Đất”. [5 Tr.77] “Núi lửa là hoạt động giải phóng các hoạt động macma trong lòng đất lên trên bề mặt vỏ đất dưới áp lực của năng lượng tích lũy, thông qua kênh dẫn là đường nối buồng macma với bề mặt vỏ đất”. [9 Tr.98] Tóm lại, Núi lửa là một thuật ngữ để gọi hiện tượng phun trào macma lên trên bề mặt Trái Đất. Nơi sản phẩm núi lửa thoát ra ngoài ở miền núi tạo nên một cái miệng hình phiểu gọi là miệng núi lửa và được nối với ống dẫn thông với một ống dẫn vật liệu gọi là họng núi lửa. “Như vậy, để một núi lửa hoạt động phải có các điều kiện sau đây: - Một tích tụ macma có đường dẫn lớn. - Một đường dẫn từ buồng macma đến bề mặt vỏ đất. Vật liệu do núi lửa phóng thích nhiệt độ rất lớn từ trên 900oC – 1.200 oC, do vậy có sức tàn phá rất lớn đối với những nơi mà nó đi qua”. [9 Tr.98] 1.2. Nguyên nhân hình thành núi lửa Nguyên nhân chủ yếu là do sự dịch chuyển giữa các mảng nền và hình thành các vùng đá nóng. Nơi hai mảng gặp nhau được gọi là ranh giới mảng và các ranh giới mảng thường liên quan đến các hoạt động động đất và tạo thành các dạng địa hình như dãy núi, núi lửa, sống núi giữa đại dương và rãnh đ ại dương. Các hoạt động núi lửa chính xuất hiện dọc theo các ranh giới mảng, trong đó ranh giới mảng hoạt động mạnh nhất và được biết đến nhiều nhất là vành đai lửa Thái Bình Dương c ủa mảng Thái Bình Dương. -5- Ranh giới mảng phân kỳ là nơi các mảng đang tách giãn và vỏ đại dương mới đang được hình thành. Loại ranh giới này thường thấy ở các sống núi dọc đại dương, hiếm hơn cũng gặp trên lục địa dưới dạng thung lũng rift. Dọc theo ranh giới mảng phân kỳ macma xuyên lên và các mảng tách xa nhau. Khi macma nguội những dãy mới của vỏ đại dương được hình thành và ghi dấu lại dấu ấn từ trường vào thời gian đó. Địa hình cao đứt gãy thuận kết hợp với nhiều động đất có tâm chấn động nông, dòng nhiệt cao và dung nham dạng gối là những nét đặc trưng thường đi kèm với các sống núi đại dương. Ranh giới các mảng phân kỳ còn thấy ở lục địa trong các giai đoạn sớm của tách giãn lục địa. Khi macma xuyên lên từ dưới lên một lục địa thì ban đầu vỏ bị phồng lên, căng giãn và bị mỏng đi. Những đứt gãy thuận và rift bắt đầu hình thành dọc theo địa hào trung tâm gây nên chấn động chấn nông. Trong giai đoạn này macma điển hình xuyên nhập vào các khe nứt gãy thuận tạo thành các vỉa, mạch cũng như ph ủ trên nền địa hào. Các thung lũng rift Đông Phi là m ột ví dụ điển hình cho giai đoạn tách giãn sớm lục địa. Trong quá trình trôi dạt thì lục địa bị vỡ, nếu macma tiếp tục xuyên lên thì hai phần của lục địa sẽ di chuyển rời nhau như hiện nay đang diễn ra dưới biển Hồng Hải. Bồn đại dương hẹp mới hình thành tiếp tục mở rộng và sẽ trở thành bồn đại dương bành trướng như các bồn đại dương của Đại Tây Dương và Thái Bình Dương hiện nay. Ranh giới mảng hội tụ xuất hiện khi hai mảng trượt về phía nhau tạo thành đới hút chìm (nếu một mảng chui xuống dưới mảng kia) hoặc va chạm lục địa (nếu hai mảng đều là vỏ lục địa). Sự hội tụ giữa hai mảng nền đại dương với mảng nền đại dương và mảng nền đại dương với mảng nền lục địa là nơi phát sinh các cung đảo núi lửa. Còn gữa mảng nền lục địa với mảng nền lục địa thường không phát sinh núi lửa. Ranh giới giữa hai mảng hội tụ đại dương và đại dương. Khi hai mảng đại dương hội tụ thì một trong hai mảng sẽ bị hút chìm xuống phía dưới mảng kia dọc theo ranh giới mảng đại dương – đại dương. Mảng hút chìm chúi xuống dưới tạo thành vách ngoài của một máng đại dương. Một phức hệ hút chìm hình thành dọc theo vách trong, phức hệ này gồm những thể nêm và trầm tích uốn nếp, đứt gãy phức tạp, thạch quyển đại dương của mảng bị kéo xuống phía dưới. Khi mảng hút chìm hạ xuống đến quyển manti, nó bị nung nóng và tan chảy từng phần sinh ra macma có thành phần Andesit. Loại macma này có độ đặc kém hơn manti ở xung quanh và nổi lên trên bề mặt của mảng và không bị đới hút chìm, tạo thành dãy đảo núi lửa gọi là cung đảo núi lửa. Cung đảo núi lửa là một dãy các đảo núi lửa hay các núi nằm gần rìa các lục địa được tạo ra như là kết quả của sự lún xuống của các mảng kiến tạo. Sự lún xuống tạo ra các vòng cung này bằng cách tạo ra macma khi một mảng kiến tạo bị lún xuống dưới một mảng kiến tạo khác chui vào quyển mềm -6- của lớp phủ. Các lớp macma bị đẩy lên trên bề mặt thông qua lớp vỏ Trái Đất, phun trào ra mặt đất và tạo thành các núi lửa. Cung đảo này chạy song song với máng sâu đại dương và tách xa khoảng vài trăm km. Các đảo Aleutin, quần đảo Nhật Bản và vùng đảo Philippin là những ví dụ điển hình cho các cung đảo núi lửa do mảng hội tụ đại dương – đại dương. Chú thích 1-Vỏ đại dương 2-Thạch quyển 3-Quyển mềm 4-Vỏ lục địa 5-Cung núi lửa 6-Rãnh đ ại dương Hình 1.1 Hội tụ giữa hai mảng nền đại dương và đại dương (Nguồn: http://vi.wikipedia.org) Ranh giới hội tụ giữa hai mảng đại dương và lục địa. Khi mảng đại dương bị hút chìm xuống dưới mảng lục địa theo một ranh giới đại dương – lục địa thì một phức hệ hút chìm dạng nêm của các đá bị uốn nếp phức tạp và đứt gãy, tạo thành vết vách trong máng sâu của đại dương. Giữa nó và lục địa là bể chứa trầm tích vụn do quá trình bào mòn từ lục địa, những trầm tích nằm ngang hoặc chỉ hơi biến dạng. Macma Andesit được sinh ra từ đới hút chìm sẽ trồi lên ở phía dưới lục địa hoặc bị kết tinh như pluton trước khi tiến đến bề mặt hoặc phun trào lên bề mặt tạo thành dãy núi lửa gọi là núi lửa Andesit (cũng gọi là cung đảo núi lửa). Một bồ sau cung có thể lấp đầy bằng các trầm tích vật liệu vụn, vật liệu vụn núi lửa, dòng dung nham, xuất phát và dày dần về phía cung núi lửa. Điển hình là ở bờ Thái bình Dương c ủa Nam Mỹ, nơi mảng Nazca đang bị hút chìm xuống dưới Nam Mỹ. Máng Peru – Chile chỉ rõ vị trí của sự hút chìm và dãy núi Andes đư ợc tạo nên do dãy núi lửa trên không bị mảng hút chìm. Chú thích 1-Vỏ đại dương 2-Thạch quyển 3-Quyển mềm 4-Vỏ lục địa 5-Rãnh đại dương 6-Cung đảo núi lửa Hình 1.2 Hội tụ giữa mảng nền đại dương và lục địa (Nguồn: http://vi.wikipedia.org) -7- Ranh giới hội tụ giữa mảng lục địa và lục địa. Trong kiểu ranh giới này, hai lục địa cách nhau bởi một đáy đại dương bị hút chìm dưới một lục địa. Rìa của lục địa thể hiện yếu tố đặc trưng của sự hội tụ đại dương lục địa. Khi đáy đại dương bị tiếp tục hút chìm thì hai lục địa đã xích lại gần nhau cho đến khi chúng xô hút nhau. Do thạch quyển lục địa, gồm vỏ lục địa và manti trên, kém đậm đặc hơn đại dương (vỏ dại dương và manti trên) nên nó không thể chìm xuống dưới quyển mềm. Mặc dù một lục địa có thể trượt lên một phần trên lục địa kia nhưng nó không thể đẩy, tách xuống đới hút chìm. Khi hai lục địa xô hút nhau, chúng sẽ được hàn nối bằng một đới hút chìm trước đây. Tại ranh giới mảng hội tụ lục địa – lục địa khi nó có một đai núi hình thành gồm các đá trầm tích, đá xâm nhập, đá biến chất và uốn nếp và những mảng của vỏ đại dương. Ngoài ra có nhiều vùng sẽ bị động đất. Dãy Himalaya do kết quả củ sự xô hút lục địa – lục địa giữa Ấn Độ Dương và Châu Á bắt đầu từ 40 triệu năm trước và còn tiếp diễn đến tận ngày nay. Chú thích 1-Vỏ lục địa 2-Thạch quyển 3-Quyển mềm 4-Vỏ đại dương cổ 5-Dãy núi 6-Cao nguyên Hình 1.3 Hội tụ giữa hai mảng nền lục địa và lục địa (Nguồn: http://vi.wikipedia.org) Do sự phát sinh của các điểm nóng, “thuyết điểm nóng” cho rằng các điểm nóng tồn tại từ quyển mềm hoặc có thể sâu hơn nữa. Từ đó bốc thẳng đứng lên một sản phẩm nóng chảy, xuyên lên mặt đất đi qua thạch quyển như một ống khói. Vì vậy các tuyến núi lửa này phản ánh sự chuyển dịch của thạch quyển so với các điểm nóng. “Các nhà nghiên cứu đã thống kê từ 50 đến 100 điểm nóng và nhận thấy có một số điểm nóng hoạt động từ hàng chục triệu năm, điển hình là điểm nóng Réunion ở Ấn Độ Dương. Các điểm nóng này phân bố khắp nơi trên Trái Đất không theo một quy luật nào cả, dưới các mảng đại dương cũng như các mảng lục địa nhiều nhất là ở mảng Châu Phi và các mảng khác thưa thớt hơn”. [12] 1.3. Cấu trúc của núi lửa Cấu trúc cơ bản của một núi lửa gồm: họng núi lửa, miệng núi lửa và lò macma. -8- Hình 1.4 Cấu trúc của một núi lửa (Nguồn: Lê Vũ Khải (2008), Tìm hiểu thiên tai đến từ lòng đ ất) 1.3.1 Họng núi lửa Họng núi lửa (hay còn gọi là cồi núi lửa) được cấu tạo bằng vật liệu núi lửa, có các kiểu hình dạng khác nhau phản ánh thành phần vật liệu cấu tạo. Họng núi lửa giống như một ống thông nối từ miệng núi lửa với lò macma. Họng núi lửa dạng khiên (shield volcano): vật liệu đặc trưng cho họng núi lửa dạng khiên là dung nham bazan, hoạt động theo kiểu chảy tràn, do vậy cồi núi lửa dạng hình khiên có địa hình tương đối thoải, diện tích phát triển lớn. Nếu dung nham quá lỏng (flood basalt) sẽ rất khó quan sát cồi núi lửa, các dòng dung nham sẽ tạo thành các lớp phủ dày. “Tầng đất đỏ phổ biến ở miền Nam Việt Nam là các lớp phủ bazan tuổi N2 – QI và tuổi QII-III đã phong hóa tạo thành”.[9 Tr.102] Họng núi lửa dạng nón (cone volcano): vật liệu đặc trưng cho họng núi lửa dạng nón là có dung nham sánh đặc hơn, núi lửa hoạt động theo kiểu phun nổ hoặc hỗn hợp, với sự chen nhịp giữa vật liệu dung nham với các đá vụn núi lửa. Các nón núi lửa có địa hình dốc, độ dốc địa hình liên quan chặt chẽ với thành phần vật liệu cấu tạo thành núi lửa. 1.3.2 Miệng núi lửa Miệng núi lửa là nơi giải phóng năng lượng tích lũy và phóng thích vật liệu. Dựa vào quá trình hình thành phân biệt hai kiểu miệng núi lửa: -9- Hình 1.5. Quá trình tạo thành miệng núi lửa (Nguồn: http://baigiang.violet.vn/) Miệng núi lửa sơ cấp: được hình thành khi núi lửa hoạt động, có dạng lòng chảo, phễu hình nón ngư ợc (crater). Nếu dung nham quá sánh đặc nhưng năng lượng tích lũy không quá lớn, dung nham sẽ được đưa lên mặt đất theo kiểu trào ngẹn, sẽ không quan sát được miệng núi lửa. Nhìn chung các cồi núi lửa cấu tạo bằng dung nham miệng núi lửa sơ cấp được bảo tồn tốt hơn. “Một số miệng núi lửa sơ cấp có thể quan sát được trong vùng Đông Nam Bộ, trong đó điển hình là núi Sóc Lu (Đồng Nai)”. [9 Tr.102] Sau mỗi lần phun trào chính miệng núi lửa sẽ trở nên sâu hơn so với đường kính và dốc đứng hơn, miệng núi lửa sơ cấp thường có đường kính nhỏ hơn 1km. Miệng núi lửa thứ cấp: được hình thành từ sự mở rộng miệng núi lửa sơ cấp. Miệng núi lửa thứ cấp có thể hình thành khi núi lửa ngưng hoạt động chuyển sang giai đoạn nguội lạnh. Miệng núi lửa thứ cấp có thể mở rộng do vật liệu bị co ngót khi nguội lạnh và dẫn đến sự sụp đổ các vật liệu tại miệng núi lửa. Thực tế cho thấy, núi lửa được cấu tạo bằng vật liệu vụn (tro núi lửa, dăm vụn núi lửa…) sẽ bị co ngót nhiều, vật liệu cấu tạo núi lửa càng mịn sẽ bị co ngót càng nhiều, là miệng núi lửa thứ cấp càng lớn. Bên cạnh đó miệng núi lửa thứ cấp còn được hình thành khi núi lửa của giai đoạn tiếp theo có năng lượng tích lũy quá l ớn làm cho miệng núi lửa cũ bị vỡ tung khi núi lửa bắt đầu hoạt động. - 10 - Nhìn chung miệng núi lửa thứ cấp có kích thước từ lớn tới rất lớn, thường gọi là caldera. “Celdera điển hình là caldera Lake ở bang Oregon của Mỹ, với 8,5km đường kính và chiều sâu biến động từ 600 – 1.200km (sâu nhất)”. [9 Tr.103] Caldera này được thành lập cách nay khoảng 6.000 năm, một cấu trúc caldera điển hình cũng quan sát trên ảnh viễn thám là caldera ở phía Bắc thành phố Nha Trang của núi lửa Mezozoi muộn. Hình 1.6. Sự tiến hóa của núi lửa Poxos De Caldas (Nguồn: Tống Duy Thanh (2004), Giáo trình Địa Chất Cơ Sở) Nhìn vào hình ta thấy phần trung tâm của núi lửa Poxos De Caldas đã s ụp đổ tạo thành Caldera có đường kính đến 30m. Đây là mô hình tiêu biểu cho qua trình tạo miệng núi lửa từ sơ cấp thành miệng núi lửa thứ cấp. Miệng núi lửa đã tắt hay ngừng hoạt động thường chứa đầy nước, tạo thành các hồ núi lửa như ở Nam Tây Nguyên. Theo nguồn gốc có thể chia ra làm ba kiểu miệng núi lửa: - Miệng núi lửa tích tụ, được tạo thành do tích tụ vật liệu bị đẩy ra khỏi họng núi lửa. - Miệng núi lửa do nổ, trong đó có các đá được tạo thành trước đã hất tung ra do lực nén ép của khí bị giam hãm bên trong núi lửa. - Miệng núi lửa bị hạ thấp do sự sụp đổ của cấu trúc núi lửa hoặc do mất chỗ dựa bên trong hoặc do khoảng trống tạo thành do macma hạ xuống và mất khí, kết quả là tạo ra một khoảng trống bên trên. Kiểu này quyết định sự tạo thành của các sụt trũng lớn hay còn gọi là caldera. Một núi lửa có thể có một miệng chính (miệng núi lửa nối từ họng núi lửa lên đỉnh núi lửa) và nhiều miệng phụ (miệng núi lửa hình thành ở hai bên sườn núi lửa) nằm ở sườn núi lửa, đây là những đường thoát vật liệu và năng lượng khi miệng chính bị bít chặt không đủ giải phóng năng lượng tích lũy. Một núi lửa gồm một miệng chính và nhiều hoặc không có miệng phụ nào. Kích thước miệng núi lửa có thể thay đổi từ vài trăm m cho đến hàng chục km, thậm chí đến hàng trăm km. Vị trí miệng núi lửa là yếu tố quyết định vùng bị núi lửa ảnh hưởng khi hoạt động. - 11 - 1.3.3 Lò macma Lò macma là nơi chứa macma gồm những lổ hỏng trong lòng đất chứa đầy dung nham thường có áp suất lớn. Một lò macma không chỉ chứa một chất lỏng macma mà còn chứa các khối đá rắn cũng như các kh ối đá đang tan chảy. Trong lò macma có chứa hầu hết tất cả các nguyên tố, kể cả các chất dễ bay hơi và hơi nước. Lò macma xuất hiện ở độ sâu 50-150km trong thạch quyển. Lò macma là nơi chứa dung nham cho các hoạt động núi lửa, dưới áp suất lớn dung nham trong lò macma sẽ di chuyển đi lên theo họng núi lửa tạo ra sự phun trào núi lửa. 1.4. Vị trí phát sinh núi lửa Núi lửa không phải phát sinh một cách ngẫu nhiên trên Trái Đất mà vị trí phát sinh của núi lửa thường gắn với các đơn vị xung yếu kiến tạo. Từ cơ chế hình thành và phát triển các đơn vị kiến tạo, người ta phân biệt ba nhóm núi lửa kiến tạo như sau: Hình 1. 7 Phân bố núi lửa kiến tạo (Nguồn: http://baigiang.violet.vn/) 1.4.1 Núi lửa của trường áp suất căng giãn Những núi lửa của trường áp suất căng giãn nằm ở giữa của hai đới tách giãn của hai mảng kiến tạo, đó là nơi đi lên của hai dòng đối lưu. “Một số đai núi lửa ở Thái Bình Dương, hoặc các đai núi lửa ở các đới rift lục địa là những ví dụ cho kiểu phân hóa như vậy”. [9 Tr.99] Do xuất phát từ lớp manti nên vật liệu núi lửa thuộc trường áp suất căng giãn thường có thành phần mafic, nhiệt độ rất lớn (>1.1000C). Vì vậy, các núi lửa của trường áp suất căng giãn thư ờng hoạt động theo kiểu chảy tràn. “Các núi lửa điển hình có đới kiến tạo này là các núi lửa ở quần đảo Hawaii. Có các lớp phủ bazan rộng lớn - 12 -