Núi lửa là gì? Núi lửa được hình thành như thế nào?

1. Núi lửa là gì?

Núi lửa là một trong những hiện tượng địa chất quan trọng nhất trên Trái Đất, thể hiện rõ nét sự vận động của các mảng kiến tạo và hoạt động địa chất bên trong hành tinh của chúng ta. Về cơ bản, núi lửa là những khu vực trên bề mặt Trái Đất nơi magma nóng chảy từ lớp manti (mantle) có thể thoát ra ngoài thông qua các vết nứt hoặc miệng phun trào.

Hiện tượng phun trào núi lửa thường đi kèm với sự giải phóng dung nham (lava), tro bụi, đá nóng chảy, khí độc và các mảnh vụn từ lòng đất. Tùy vào mức độ hoạt động và loại magma, các đợt phun trào có thể diễn ra theo những hình thức khác nhau, từ những dòng dung nham chảy chậm đến các vụ nổ dữ dội có thể gây ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu.

Vai trò của núi lửa trong hệ sinh thái và lịch sử Trái Đất

Mặc dù núi lửa có thể gây ra các thảm họa thiên nhiên nghiêm trọng, nhưng chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của Trái Đất.

– Tạo ra và hình thành lục địa: Một phần lớn diện tích đất liền của Trái Đất ngày nay được hình thành từ các hoạt động núi lửa hàng triệu năm trước. Những lớp dung nham nguội đi và tích tụ dần theo thời gian, tạo nên các vùng đất mới.

– Cung cấp đất đai màu mỡ: Tro bụi núi lửa giàu khoáng chất giúp cải tạo đất, tạo điều kiện thuận lợi cho nông nghiệp phát triển.

– Ảnh hưởng đến khí hậu: Các vụ phun trào lớn có thể giải phóng một lượng lớn khí và tro bụi vào khí quyển, làm giảm nhiệt độ toàn cầu trong một thời gian ngắn. Ví dụ, vụ phun trào của núi lửa Tambora năm 1815 đã gây ra “Năm không có mùa hè” (The Year Without a Summer), khiến nhiệt độ toàn cầu giảm đáng kể.

– Đóng góp vào cảnh quan thiên nhiên: Những ngọn núi lửa ngừng hoạt động tạo thành những địa điểm du lịch nổi tiếng, như núi Phú Sĩ ở Nhật Bản, hay quần đảo Hawaii được hình thành hoàn toàn từ núi lửa.

Phân loại núi lửa

Dựa vào mức độ hoạt động, núi lửa có thể được chia thành ba nhóm chính:

– Núi lửa đang hoạt động (Active Volcanoes): Là những núi lửa có dấu hiệu phun trào gần đây hoặc vẫn đang tiếp tục hoạt động. Một số núi lửa có thể phun trào liên tục trong hàng trăm năm, như núi Kīlauea ở Hawaii.

– Núi lửa ngủ yên (Dormant Volcanoes): Là những núi lửa không hoạt động trong thời gian dài nhưng vẫn có khả năng phun trào trở lại. Ví dụ, núi Phú Sĩ ở Nhật Bản chưa phun trào trong nhiều thế kỷ nhưng vẫn được coi là núi lửa ngủ yên.

– Núi lửa tắt (Extinct Volcanoes): Là những núi lửa đã ngừng hoạt động hoàn toàn và không còn khả năng phun trào nữa, như núi Kilimanjaro ở châu Phi.

2. Núi lửa được hình thành như thế nào?

Núi lửa không phải là hiện tượng hình thành trong chốc lát mà là kết quả của những biến đổi địa chất kéo dài hàng triệu năm. Quá trình này bắt nguồn từ hoạt động sâu bên trong lòng Trái Đất, nơi các nguồn năng lượng khổng lồ không ngừng vận động, tạo ra sự dịch chuyển của vật chất nóng chảy. Quá trình hình thành núi lửa có thể chia thành bốn giai đoạn chính:

Giai đoạn 1: Hình thành magma

Lớp bên trong Trái Đất có một tầng gọi là manti (mantle), nơi chứa các vật chất nóng chảy với nhiệt độ có thể lên đến hàng nghìn độ C. Dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cực lớn, một phần đá trong lớp manti nóng chảy, tạo thành magma – một khối vật chất lỏng giàu khoáng chất và khí. Magma có khối lượng riêng nhỏ hơn so với đá rắn xung quanh, do đó nó có xu hướng dịch chuyển dần lên phía trên.

Giai đoạn 2: Magma tích tụ trong buồng magma

Magma không thể ngay lập tức thoát ra ngoài mà sẽ tích tụ lại trong các buồng magma (magma chamber) nằm sâu bên dưới bề mặt Trái Đất, cách mặt đất từ vài kilomet đến hàng chục kilomet. Khi magma tiếp tục dâng lên, buồng chứa này sẽ mở rộng. Nếu áp suất trong buồng magma tăng cao hoặc có sự tác động của các yếu tố bên ngoài như động đất, dịch chuyển của các mảng kiến tạo, magma sẽ tìm cách thoát ra qua các khe nứt trong vỏ Trái Đất.

Giai đoạn 3: Phun trào núi lửa

Khi áp suất bên trong buồng magma vượt quá khả năng chịu đựng của lớp vỏ Trái Đất, magma sẽ phun trào ra ngoài theo các ống phun (vents) hoặc các khe nứt trên bề mặt. Tùy thuộc vào độ nhớt của magma và lượng khí hòa tan bên trong, núi lửa có thể phun trào theo những cách khác nhau:

– Nếu magma có độ nhớt cao và chứa nhiều khí, vụ phun trào sẽ diễn ra rất mạnh mẽ, tạo ra những cột tro bụi khổng lồ, dòng dung nham nóng rực và thậm chí là những vụ nổ dữ dội. Những núi lửa kiểu này thường rất nguy hiểm và có thể gây ra những thảm họa lớn.

– Nếu magma có độ nhớt thấp, nó sẽ chảy ra ngoài theo dạng dung nham lỏng, tạo nên những dòng dung nham chảy tràn, bao phủ một vùng rộng lớn.

Các vụ phun trào núi lửa không chỉ giải phóng dung nham mà còn có thể kèm theo tro bụi, khí độc (như CO₂, SO₂) và đá nóng, ảnh hưởng đến khí hậu và môi trường xung quanh.

Giai đoạn 4: Hình thành địa hình núi lửa

Sau khi dung nham nguội đi và đông cứng lại, nó sẽ tạo thành một lớp đá mới. Qua nhiều đợt phun trào lặp đi lặp lại, các lớp dung nham và tro bụi tích tụ, dần dần tạo nên hình dạng đặc trưng của núi lửa. Tùy theo kiểu phun trào và loại dung nham, núi lửa có thể hình thành dưới nhiều dạng địa hình khác nhau, chẳng hạn như:

– Núi lửa hình nón (Stratovolcano): Cao và dốc, thường gặp ở các khu vực có hoạt động kiến tạo mạnh.

– Núi lửa dạng khiên (Shield volcano): Có độ dốc thoải, hình thành từ dung nham lỏng chảy ra liên tục trong thời gian dài.

– Miệng núi lửa ngầm dưới đại dương: Nếu núi lửa hình thành dưới đáy biển và tiếp tục phát triển qua nhiều triệu năm, nó có thể nhô lên khỏi mặt nước và trở thành các đảo núi lửa như quần đảo Hawaii.

Ngoài ra, khi núi lửa không còn hoạt động, miệng núi lửa có thể bị lấp đầy bởi nước mưa, tạo thành hồ núi lửa tuyệt đẹp, điển hình như hồ Toba ở Indonesia.

3. Các bộ phận của núi lửa:

Một ngọn núi lửa điển hình gồm nhiều phần quan trọng:

Miệng núi lửa (Crater)

• Là nơi dung nham, khí và tro bụi thoát ra trong quá trình phun trào.

• Có thể có đường kính từ vài mét đến hàng chục km.

Ống phun (Vent)

• Là con đường mà magma di chuyển từ buồng magma lên bề mặt.

• Đôi khi có nhiều ống phun phụ trên sườn núi.

Buồng magma (Magma Chamber)

• Nằm sâu trong lòng đất, chứa magma nóng chảy.

• Quyết định cường độ của vụ phun trào.

Dung nham (Lava)

• Là magma khi thoát ra ngoài, có thể ở dạng đặc quánh hoặc lỏng.

• Khi nguội đi, nó hình thành đá núi lửa như bazan, andesit.

Tro bụi núi lửa (Volcanic Ash)

• Gồm các hạt đá nhỏ, bụi mịn bị nghiền nát trong quá trình phun trào.

• Khi bị gió cuốn đi xa, nó có thể làm ô nhiễm không khí và ảnh hưởng đến môi trường.

Núi lửa phụ (Parasitic Cone)

• Là những miệng phun nhỏ nằm trên sườn núi lửa chính.

• Hình thành khi dung nham tìm đường thoát ra ngoài ở các vị trí khác nhau.

Khí núi lửa (Volcanic Gases)

• Gồm hơi nước, CO₂, lưu huỳnh dioxide (SO₂), có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

4. Tác động của núi lửa:

Núi lửa là một trong những hiện tượng thiên nhiên có sức ảnh hưởng mạnh mẽ đến môi trường và đời sống con người. Những vụ phun trào có thể mang đến hậu quả nghiêm trọng nhưng đồng thời cũng đóng vai trò quan trọng trong sự kiến tạo và phát triển của Trái Đất. Tác động của núi lửa có thể chia thành hai mặt: tiêu cực và tích cực.

Tác động tiêu cực: 

• Gây ra thảm họa thiên nhiên nghiêm trọng: Các vụ phun trào núi lửa có thể kéo theo những trận động đất, sóng thần, lở đất, phá hủy nhà cửa, cơ sở hạ tầng và đe dọa tính mạng con người. Những vụ nổ lớn còn có thể tạo ra dòng pyroclastic (dòng chảy nham thạch siêu nhiệt) có vận tốc lên tới hàng trăm km/h, thiêu rụi mọi thứ trên đường đi.

• Ô nhiễm môi trường: Tro bụi núi lửa có thể lan rộng hàng nghìn km, làm ô nhiễm không khí, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động vật. Khí độc như lưu huỳnh điôxít (SO₂), carbon dioxide (CO₂) có thể gây mưa axit, làm suy giảm chất lượng đất và nước.

• Thiệt hại về kinh tế và sản xuất nông nghiệp: Các dòng dung nham nóng bỏng có thể phá hủy toàn bộ mùa màng, làm giảm năng suất cây trồng trong nhiều năm. Tro bụi dày đặc có thể làm sập mái nhà, ảnh hưởng đến giao thông, gây đình trệ hoạt động kinh tế. Những khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề từ núi lửa có thể phải mất hàng chục năm để phục hồi.

Tác động tích cực:

• Cải thiện chất lượng đất đai: Dung nham và tro núi lửa, sau khi nguội đi và phong hóa, sẽ cung cấp các khoáng chất giàu dinh dưỡng như kali, phốt pho, giúp đất đai trở nên màu mỡ, rất có lợi cho sản xuất nông nghiệp. Nhiều vùng đất quanh núi lửa, như đồng bằng Java ở Indonesia hay vùng đất quanh núi lửa Etna (Ý), có sản lượng nông nghiệp rất cao nhờ lớp đất phì nhiêu này.

• Đóng góp vào quá trình kiến tạo địa hình và danh thắng tự nhiên: Sau hàng triệu năm, các vụ phun trào có thể hình thành những ngọn núi, cao nguyên và đảo mới. Những địa danh nổi tiếng như quần đảo Hawaii, Công viên Quốc gia Yellowstone (Mỹ), núi Phú Sĩ (Nhật Bản) đều có nguồn gốc từ hoạt động núi lửa, trở thành những điểm đến hấp dẫn thu hút hàng triệu du khách mỗi năm.

• Cung cấp tài nguyên khoáng sản quý giá: Các khu vực có núi lửa thường chứa nhiều đá quý, kim loại quý hiếm như kim cương, vàng, đồng, lưu huỳnh. Những nguồn tài nguyên này có giá trị kinh tế cao, giúp phát triển ngành khai khoáng.