Maailman vaippakerroksessa vallitsevat korkeat lämpötilat (900 °C) ja erittäin korkeat paineet riittävät sulattamaan kiven. Korkea paine muuttaa kiven viskoosiksi puolikiinteäksi aineeksi, jota kutsutaan magmaksi. Se on vähän kuin silly putty – pystyy edelleen liikkumaan, mutta on koostumukseltaan hyvin paksua – ei niin juoksevaa koostumusta kuin kultainen siirappi, jota usein kuvitellaan.
Tämä puolikiinteä magma jatkaa liikkumistaan ylöspäin maankuoren läpi, kokee vähemmän painetta ja muuttuu siten juoksevammaksi. Tuloksena on laava, jonka näemme purkautuvan aktiivisista tulivuorista.
Kulkeutuminen kuoren läpi
Vaipassa oleva ylikuumentunut sula kiviaines ei tavallisesti pääse kulkeutumaan monien kilometrien pituisen kuoren läpi, joka muodostaa maanpinnan, jolla kävelemme. Ainoastaan tietyillä alueilla, joilla kuori on murtunut tai rikkoutunut (joita kutsutaan halkeamiksi) – kuten tektonisen mannerlaatan rajan reunalla – sulanut vaippa voi alkaa ryömiä sen läpi.
Vaipan kiviaines on vähemmän tiheää kuin sitä sisältävä kuori, joten se nousee aukkojen läpi. Sula magma on myös kuumempaa kuin ympäröivä kuori, joten se alkaa sulattaa joitakin sitä ympäröiviä kiinteitä kiviä.
Kuoret ja tektoniset levyt
Tektonisten levyjen reunat muodostavat ihanteellisen paikan tulivuorten muodostumiselle. Kuori on täällä jo ”rikkoutunut”, ja kun levy subduktoituu tai pakotetaan toisen alle, se sulaa kuumalla vaipan alueella muodostaen lisää sulaa kiveä. Näin syntyy uusi sula magma, joka voi synnyttää lisää tulivuoria. Lue lisää tästä artikkelista Laattatektoniikka, tulivuoret ja maanjäristykset.
Räjähdys
Kun sulanut vaippakivi tunkeutuu kuoren läpi, se purkautuu lopulta tulivuoren kautta laavana. Tämä laava jäähtyy ja muodostaa kiviä, joita tutkijat tutkivat yrittäessään kertoa enemmän siitä, mikä aiheuttaa tulivuorenpurkauksia ja miten vaippa varastoituu tuliperäisen alueen alle. Tutustu erilaisiin räjähdystyyppeihin artikkelissa Tulivuoren tyypit.
Mikä laukaisee purkaukset?
Tutkijat pyrkivät parhaillaan selvittämään, mikä laukaisee purkaukset ja mikä aiheuttaa magman vapautumisen.
Nykyaikaiset teoriat viittaavat siihen, että magman purkautuminen liittyy syvällä vaipassa olevaan magmaan sisältyviin kaasuihin ja veteen, jotka nostavat painetta kuumien pisteiden ja mannerlaattojen tektonisten raja-aitojen alla. Toiset tutkijat uskovat, että ”vuorovesillä” voi olla merkitystä – ne ovat kuun aiheuttamia maanpinnan kaksi kertaa vuorokaudessa tapahtuvia muodonmuutoksia, joiden ansiosta maankuori voi paikoin heikentyä ja magma nousta ylös.
Yksi avain näiden kysymysten ratkaisemiseen on selvittää, miten vaippa pääsee tiensä maanpinnalle. Uusi tutkimus, jota tehdään täällä Uudessa-Seelannissa, tarkastelee tätä kysymystä. Esimerkiksi professori Richard Price ja hänen ryhmänsä ovat kiinnostuneita siitä, miten magmakammiot rakentuvat ja mitä jäähtynyt laava voi kertoa meille syvällä maankuoressa tapahtuvista prosesseista. Lue Richardin työstä artikkelista Exploring magma formation.
Tutkijat etsivät kuitenkin edelleen luotettavia tapoja ymmärtää, miten tulivuoret toimivat ja mikä saa ne purkautumaan. Hyvä ymmärrys on tulevien purkausten ennustamisen ja ehkä ihmishenkien pelastamisen ytimessä. Vielä on tärkeitä kysymyksiä, joihin on löydettävä vastauksia.
Tiede on luonto
Tiede ei pysähdy. Jopa asioita, jotka luulimme tietävämme hyvin, tarkistetaan ja tarkastellaan jatkuvasti uudelleen asiantuntijoiden toimesta ympäri maailmaa.