Лава -Lava

Лавовый фонтан высотой 10 метров (33 фута) на Гавайях, США.
Лавовые фонтаны и потоки в Питон-де-ла-Фурнез , 2016 г.
Спутниковый снимок потока лавы, извергающегося из кратера SP , Аризона.

Лава — это расплавленная или частично расплавленная горная порода ( магма ), которая была выброшена из недр планеты земной группы (например, Земли ) или Луны на ее поверхность. Лава может извергаться из вулкана или через трещину в земной коре , на суше или под водой, обычно при температуре от 800 до 1200 ° C (от 1470 до 2190 ° F). Вулканическую породу, образовавшуюся в результате последующего остывания, также часто называют лавой .

Лавовый поток — это излияние лавы во время извержения . (При взрывном извержении , напротив, образуется смесь вулканического пепла и других фрагментов, называемых тефрой , а не потоки лавы.) Вязкость большей части лавы примерно равна вязкости кетчупа , примерно в 10 000–100 000 раз больше, чем у воды. Тем не менее, лава может течь на большие расстояния, прежде чем охлаждение заставит ее затвердеть, потому что лава, подвергающаяся воздействию воздуха, быстро образует твердую корку, которая изолирует оставшуюся жидкую лаву, помогая сохранять ее достаточно горячей и невязкой, чтобы продолжать течь.

Слово лава происходит от итальянского языка и, вероятно, происходит от латинского слова labes , что означает падение или скольжение. Раннее использование этого слова в связи с вытеснением магмы из-под поверхности встречается в кратком отчете об извержении Везувия 1737 года , написанном Франческо Серао , который описал «поток огненной лавы» как аналогию с потоком вода и грязь стекают по склонам вулкана (лахар ) после сильного дождя .

Свойства лавы

Состав

Лавовые потоки пахохо и аа бок о бок на Гавайях , сентябрь 2007 г.

Застывшая лава на земной коре представлена ​​преимущественно силикатными минералами : в основном полевыми шпатами , полевыми шпатами , оливинами , пироксенами , амфиболами , слюдами и кварцем . Редкие бессиликатные лавы могут быть образованы локальным плавлением несиликатных месторождений полезных ископаемых или разделением магмы на несмешивающиеся силикатные и несиликатные жидкие фазы .

Силикатные лавы

Силикатные лавы представляют собой расплавленные смеси, в которых преобладают кислород и кремний , наиболее распространенные элементы земной коры , с меньшими количествами алюминия , кальция , магния , железа , натрия и калия и незначительными количествами многих других элементов. Петрологи обычно выражают состав силикатной лавы с точки зрения веса или молярной массовой доли оксидов основных элементов (кроме кислорода), присутствующих в лаве.

В физическом поведении силикатных магм преобладает кремнеземная составляющая. Ионы кремния в лаве прочно связываются с четырьмя ионами кислорода в тетраэдрическом расположении. Если ион кислорода связан с двумя ионами кремния в расплаве, он описывается как мостиковый кислород, а лава со многими глыбами или цепочками ионов кремния, соединенных мостиковыми ионами кислорода, описывается как частично полимеризованная. Алюминий в сочетании с оксидами щелочных металлов (натрия и калия) также способствует полимеризации лавы. Другие катионы , такие как двухвалентное железо, кальций и магний, гораздо слабее связываются с кислородом и снижают склонность к полимеризации. Частичная полимеризация делает лаву вязкой, поэтому лава с высоким содержанием кремнезема намного более вязкая, чем лава с низким содержанием кремнезема.

Из-за роли кремнезема в определении вязкости и из-за того, что многие другие свойства лавы (например, ее температура) коррелируют с содержанием кремнезема, силикатные лавы делятся на четыре химических типа в зависимости от содержания кремнезема: кислые , промежуточные , основные , и ультраосновные .

Фельзитовая лава

Кислые или кремнистые лавы имеют содержание кремнезема более 63%. Они включают риолитовые и дацитовые лавы. При таком высоком содержании кремнезема эти лавы чрезвычайно вязкие: от 10 8 сП (10 5 Па⋅с) для горячей риолитовой лавы при 1200 °C (2190 °F) до 10 11 сП (10 8 Па⋅с) при холодная риолитовая лава при температуре 800 ° C (1470 ° F). Для сравнения, вода имеет вязкость около 1 сП (0,001 Па⋅с). Из-за этой очень высокой вязкости кислые лавы обычно извергаются со взрывом, образуя пирокластические (фрагментарные) отложения. Тем не менее, риолитовые лавы иногда извергаются с излиянием, образуя лавовые шипы , лавовые купола или «кули» (которые представляют собой толстые короткие потоки лавы). Лава обычно фрагментируется по мере выдавливания, образуя глыбовые потоки лавы. Они часто содержат обсидиан .

Кислые магмы могут извергаться при температуре до 800 ° C (1470 ° F). Однако необычно горячие (> 950 ° C;> 1740 ° F) риолитовые лавы могут течь на многие десятки километров, например, на равнине реки Снейк на северо-западе США.

Промежуточная лава

Промежуточные или андезитовые лавы содержат от 52% до 63% кремнезема, содержат меньше алюминия и обычно несколько богаче магнием и железом , чем кислые лавы. Промежуточные лавы образуют андезитовые купола и глыбовые лавы и могут встречаться на крутых составных вулканах , например, в Андах . Они также обычно более горячие, чем кислые лавы, в диапазоне от 850 до 1100 ° C (от 1560 до 2010 ° F). Из-за более низкого содержания кремнезема и более высоких температур извержения они, как правило, гораздо менее вязкие, с типичной вязкостью 3,5 × 10 6 сП (3500 Па⋅с) при 1200 ° C (2190 ° F). Это немного больше, чем вязкость гладкого арахисового масла . Промежуточные лавы проявляют большую склонность к образованию вкрапленников . Более высокое содержание железа и магния имеет тенденцию проявляться в виде более темной основной массы , включая вкрапленники амфибола или пироксена.

Основная лава

Основные или базальтовые лавы характеризуются относительно высоким содержанием оксида магния и оксида железа (молекулярные формулы которых дают согласные в основном) и имеют содержание кремнезема, ограниченное диапазоном от 52% до 45%. Обычно они извергаются при температуре от 1100 до 1200 °C (от 2010 до 2190 °F) и при относительно низкой вязкости, от 10 4 до 10 5 сП (от 10 до 100 Па⋅с). Это похоже на вязкость кетчупа , хотя все же на много порядков выше, чем у воды. Основные лавы имеют тенденцию образовывать низкопрофильные щитовые вулканы или базальты наводнений , потому что менее вязкая лава может течь на большие расстояния от жерла. Толщина затвердевшего потока базальтовой лавы, особенно на низком склоне, может быть намного больше, чем толщина движущегося потока расплавленной лавы в любой момент времени, потому что базальтовые лавы могут «раздуваться» за счет непрерывного поступления лавы и ее давления на поверхность. затвердевшая корочка. Большинство базальтовых лав относятся к типам аа или пахоехо , а не к глыбовым лавам. Под водой они могут образовывать подушечную лаву , которая очень похожа на лаву пахоехо внутреннего типа на суше.

Ультраосновная лава

Ультраосновные лавы, такие как коматиит и высокомагнезиальные магмы, образующие бонинит , доводят состав и температуру извержений до предела. Все они имеют содержание кремнезема менее 45%. Коматииты содержат более 18% оксида магния и, как полагают, извергались при температуре 1600 ° C (2910 ° F). При этой температуре практически не происходит полимеризации минеральных соединений с образованием высокоподвижной жидкости. Считается, что вязкость коматиитовых магм составляла всего от 100 до 1000 сП (от 0,1 до 1 Па⋅с), что аналогично легкому моторному маслу. Большинство ультраосновных лав не моложе протерозоя , с несколькими ультраосновными магмами, известными из фанерозоя в Центральной Америке, которые относятся к горячему мантийному плюму . Современные коматиитовые лавы неизвестны, поскольку мантия Земли слишком сильно остыла, чтобы образовались высокомагнезиальные магмы.

Щелочные лавы

Некоторые силикатные лавы имеют повышенное содержание оксидов щелочных металлов (натрия и калия), особенно в областях континентального рифтогенеза , областях, лежащих над глубоко субдуктивными плитами , или во внутриплитных горячих точках . Содержание кремнезема в них может варьироваться от ультраосновного ( нефелиниты , базаниты и тефриты ) до кислого ( трахиты ). Они с большей вероятностью генерируются на больших глубинах в мантии, чем субщелочные магмы. Оливиновые нефелинитовые лавы являются одновременно ультраосновными и очень щелочными, и считается, что они произошли из гораздо более глубоких слоев мантии Земли , чем другие лавы.

Примеры составов лавы (мас.%)
Компонент нефелинит Толеитовый пикрит Толеитовый базальт Андезит Риолит
SiO 2 39,7 46,4 53,8 60,0 73,2
TiO 2 2,8 2.0 2.0 1,0 0,2
Аl 2 О 3 11,4 8,5 13,9 16,0 14,0
Fe 2 О 3 5.3 2,5 2,6 1,9 0,6
FeO 8.2 9,8 9.3 6.2 1,7
MnO 0,2 0,2 0,2 0,2 0,0
MgO 12.1 20,8 4.1 3,9 0,4
СаО 12,8 7.4 7,9 5,9 1,3
Na 2 О 3,8 1,6 3.0 3,9 3,9
К 2 О 1,2 0,3 1,5 0,9 4.1
Р 2 О 5 0,9 0,2 0,4 0,2 0,0

Толеитовая базальтовая лава

  SiO 2 (53,8%)
  Al 2 O 3 (13,9%)
  FeO (9,3%)
  СаО (7,9%)
  MgO (4,1%)
  Na 2 O (3,0%)
  Fe 2 O 3 (2,6%)
  TiO 2 (2,0%)
  К 2 О (1,5%)
  Р 2 О 5 (0,4%)
  MnO (0,2%)

Риолитовая лава

  SiO 2 (73,2%)
  Al 2 O 3 (14%)
  FeO (1,7%)
  СаО (1,3%)
  MgO (0,4%)
  Na 2 O (3,9%)
  Fe 2 O 3 (0,6%)
  TiO 2 (0,2%)
  К 2 О (4,1%)
  Р 2 О 5 (0,%)
  MnO (0,%)

Несиликатные лавы

На поверхность Земли излилось несколько лав необычного состава. К ним относятся:

  • Карбонатитовые и натрокарбонатитовые лавы известны из вулкана Ол Доиньо Ленгаи в Танзании , который является единственным примером действующего карбонатитового вулкана. Карбонатиты в геологической летописи обычно на 75% состоят из карбонатных минералов с меньшим количеством ненасыщенных кремнеземом силикатных минералов (таких как слюды и оливин), апатита , магнетита и пирохлора . Это может не отражать первоначальный состав лавы, которая могла включать карбонат натрия , который впоследствии был удален в результате гидротермальной активности, хотя лабораторные эксперименты показывают, что магма, богатая кальцитом, возможна. Карбонатитовые лавы демонстрируют стабильные соотношения изотопов, что указывает на то, что они произошли от сильнощелочных кислых лав, с которыми они всегда связаны, вероятно, в результате выделения несмешивающейся фазы. Натрокарбонатитовые лавы Ол Доиньо Ленгаи состоят в основном из карбоната натрия, примерно вдвое меньше карбоната кальция и вдвое меньше карбоната калия, а также незначительные количества галогенидов, фторидов и сульфатов. Лавы чрезвычайно жидкие, их вязкость лишь немного превышает вязкость воды, и они очень холодные, с измеренной температурой от 491 до 544 ° C (от 916 до 1011 ° F).
  • Считается, что лавы оксида железа являются источником железной руды в Кируне , Швеция , которая образовалась в течение протерозоя . Лавы оксида железа плиоценового возраста залегают в вулканическом комплексе Эль-Лако на границе Чили и Аргентины. Считается, что лавы оксида железа являются результатом несмешивающегося разделения магмы оксида железа от исходной магмы известково-щелочного или щелочного состава.
  • Потоки серной лавы длиной до 250 метров (820 футов) и шириной 10 метров (33 фута) происходят на вулкане Ластаррия в Чили. Они образовались в результате плавления отложений серы при температуре до 113 ° C (235 ° F).

Термин «лава» может также использоваться для обозначения расплавленных «ледяных смесей» при извержениях на ледяных спутниках газовых гигантов Солнечной системы .

Реология

Пальцы пахоехо продвигаются по дороге в Калапана в восточной рифтовой зоне вулкана Килауэа на Гавайях, США.

Поведение лавовых потоков в основном определяется вязкостью лавы. В то время как температура обычной силикатной лавы колеблется от примерно 800 ° C (1470 ° F) для кислых лав до 1200 ° C (2190 ° F) для основных лав, ее вязкость колеблется в пределах семи порядков, от 10 11 сП ( 10 8 Па⋅с) для кислых лав до 10 4 сП (10 Па⋅с) для основных лав. Вязкость лавы в основном определяется составом, но также зависит от температуры и скорости сдвига.

Вязкость лавы определяет вид вулканической активности , происходящей при извержении лавы. Чем больше вязкость, тем больше склонность извержений быть эксплозивными, а не эффузивными. В результате большинство лавовых потоков на Земле, Марсе и Венере состоит из базальтовой лавы. На Земле 90% потоков лавы являются основными или ультраосновными, при этом промежуточная лава составляет 8% потоков, а кислая лава составляет всего 2% потоков. Вязкость также определяет внешний вид (толщину по отношению к латеральной протяженности) потоков, скорость, с которой движутся потоки, и поверхностный характер потоков.

Когда очень вязкие лавы извергаются эффузивно, а не в их более обычной взрывной форме, они почти всегда извергаются в виде потоков или куполов с большим аспектом. Эти потоки принимают форму блоков лавы, а не аа или пахоехо. Обсидиановые потоки распространены. Промежуточные лавы, как правило, образуют крутые стратовулканы с чередующимися слоями лавы от эффузивных извержений и тефры от эксплозивных извержений. Основные лавы образуют относительно тонкие потоки, способные перемещаться на большие расстояния, образуя щитовые вулканы с пологими склонами.

В дополнение к расплавленной породе большинство лав содержат твердые кристаллы различных минералов, фрагменты экзотических пород, известных как ксенолиты , и фрагменты ранее застывшей лавы. Содержание кристаллов в большинстве лав придает им тиксотропные и истончающие свойства. Другими словами, большинство лав ведут себя не как ньютоновские жидкости, в которых скорость течения пропорциональна касательному напряжению. Вместо этого типичная лава представляет собой жидкость Бингама , которая оказывает значительное сопротивление течению до тех пор, пока не будет превышено пороговое значение напряжения, называемое пределом текучести. Это приводит к пробковому течению частично кристаллической лавы. Знакомым примером вытеснения является зубная паста, выдавленная из тюбика зубной пасты. Зубная паста выходит в виде полутвердой пробки, потому что сдвиг сосредоточен в тонком слое зубной пасты рядом с тюбиком, и только там зубная паста ведет себя как жидкость. Тиксотропное поведение также препятствует осаждению кристаллов из лавы. Как только содержание кристаллов достигает примерно 60%, лава перестает вести себя как жидкость и начинает вести себя как твердое тело. Такую смесь кристаллов с расплавленной породой иногда называют кристаллической кашей .

Скорость потока лавы зависит, прежде всего, от вязкости и уклона. В целом лава течет медленно, с типичной для гавайских базальтовых потоков скоростью 0,40 км/ч (0,25 мили в час) и максимальной скоростью от 10 до 48 км/ч (от 6 до 30 миль в час) на крутых склонах. Исключительная скорость от 32 до 97 км/ч (от 20 до 60 миль в час) была зафиксирована после обрушения лавового озера на горе Ньирагонго . Масштабное соотношение для лавы состоит в том, что средняя скорость потока зависит от квадрата его толщины, деленного на его вязкость. Это означает, что поток риолита должен быть примерно в тысячу раз толще потока базальта, чтобы течь с такой же скоростью.

Температура

Температура большинства типов расплавленной лавы колеблется от 800 ° C (1470 ° F) до 1200 ° C (2190 ° F). в зависимости от химического состава лавы. Этот температурный диапазон подобен самым высоким температурам, достижимым в горне с принудительной подачей древесного угля. Лава наиболее жидкая при первом извержении, становясь гораздо более вязкой по мере снижения ее температуры.

Потоки лавы быстро образуют изолирующую корку из твердой породы в результате радиационной потери тепла. После этого лава остывает за счет очень медленного переноса тепла через каменистую кору. Например, геологи Геологической службы США регулярно бурили лавовое озеро Килауэа-Ики, образовавшееся в результате извержения в 1959 году. Через три года твердая поверхностная кора, температура основания которой составляла 1065 ° C (1949 ° F) , по-прежнему имел толщину всего 14 м (46 футов), хотя глубина озера составляла около 100 м (330 футов). Остаточная жидкость все еще присутствовала на глубине около 80 м (260 футов) через девятнадцать лет после извержения.

Охлаждающийся поток лавы сжимается, что приводит к разрыву потока. Базальтовые потоки имеют характерный рисунок трещин. В самых верхних частях потока видны неравномерные расходящиеся вниз трещины, в то время как в нижней части потока наблюдается очень регулярная структура трещин, которые разбивают поток на пяти- или шестисторонние колонны. Неравномерная верхняя часть затвердевшего потока называется антаблементом , а нижняя часть, в которой видны столбчатые соединения , называется колоннадой . (Термины заимствованы из греческой храмовой архитектуры.) Точно так же правильные вертикальные узоры на сторонах колонн, полученные путем охлаждения с периодическим разрушением, описываются как следы долота . Несмотря на свое название, это естественные образования, возникшие в результате охлаждения, теплового сжатия и трещинообразования.

По мере остывания лава, кристаллизуясь внутрь от ее краев, вытесняет газы, образуя пузырьки на нижней и верхней границах. Они описываются как везикулы трубчатого стебля или миндалины трубчатого стебля . Жидкости, выбрасываемые из охлаждающей кристаллической кашицы, поднимаются вверх в неподвижный центр охлаждающего потока и образуют вертикальные пузырьковые цилиндры . Там, где они сливаются к вершине потока, они образуют пластины везикулярного базальта и иногда покрыты газовыми полостями, которые иногда заполняются вторичными минералами. Прекрасные аметистовые жеоды, найденные в базальтах Южной Америки, образовались таким образом.

Базальты паводков обычно мало кристаллизуются до того, как перестают течь, и в результате текстуры потока необычны для менее кислых потоков. С другой стороны, для кислых потоков характерна полосчатость потока.

Морфология лавы

Морфология лавы описывает форму ее поверхности или текстуру. Более жидкие потоки базальтовой лавы имеют тенденцию образовывать плоские листообразные тела, тогда как потоки вязкой риолитовой лавы образуют бугристые, глыбовые массы породы. Извергнутая под водой лава имеет свои отличительные особенности.

`А`а

Светящийся фронт потока аа надвигается на пахоехо на прибрежной равнине Килауэа на Гавайях , США.

ʻAʻā (также пишется как aa , aʻa , ʻaʻa и a-aa и произносится как[ʔəˈʔaː] или / ˈ ɑː ( ʔ ) ɑː / ) является одним из трех основных типов потока лавы. ʻAʻā - это базальтовая лава, характеризующаяся шероховатой или шероховатой поверхностью, состоящей из разбитых блоков лавы, называемых клинкером. Это гавайское слово означает «каменистая грубая лава», но также означает «гореть» или «пылать»; он был введен как технический термин в геологии Кларенсом Даттоном .

Рыхлая, изломанная и острая колючая поверхность потока аа делает поход трудным и медленным. Поверхность клинкера фактически покрывает массивное плотное ядро, являющееся наиболее активной частью потока. По мере того, как пастообразная лава в ядре движется вниз по склону, клинкеры уносятся на поверхность. Однако на переднем крае потока аа эти охлажденные фрагменты падают вниз по крутому фронту и погребаются под наступающим потоком. Это создает слой фрагментов лавы как на дне, так и наверху потока аа.

Аккреционные лавовые шары размером до 3 метров (10 футов) обычны в потоках аа. ʻAʻā обычно имеет более высокую вязкость, чем pāhoehoe. Пахоэхо может превратиться в аа, если он станет турбулентным из-за препятствий или крутых склонов.

Резкая угловатая текстура делает аа сильным радиолокационным отражателем, и его легко увидеть с орбитального спутника (ярко на снимках Магеллана ).

Лавы аа обычно извергаются при температуре от 1050 до 1150 ° C (от 1920 до 2100 ° F) или выше.

Пахохо

Лава Пахоэхо из вулкана Килауэа, Гавайи, США

Pāhoehoe (также пишется pahoehoe , от гавайского[paːˈhoweˈhowe] означает «гладкая, сплошная лава») — базальтовая лава, имеющая гладкую, волнистую, волнистую или тягучую поверхность. Эти особенности поверхности обусловлены движением очень жидкой лавы под застывшей поверхностной коркой. Гавайское слово было введено в качестве технического термина в геологии Кларенсом Даттоном .

Поток пахоехо обычно продвигается в виде серии небольших долей и пальцев, которые постоянно вырываются из охлажденной коры. Он также образует лавовые трубки , в которых минимальные потери тепла поддерживают низкую вязкость. Текстура поверхности потоков пахоехо сильно различается, демонстрируя всевозможные причудливые формы, которые часто называют скульптурами из лавы. С увеличением расстояния от источника потоки пахоехо могут превратиться в потоки аа в ответ на потерю тепла и последующее увеличение вязкости. Эксперименты показывают, что переход происходит при температуре от 1200 до 1170 ° C (от 2190 до 2140 ° F) с некоторой зависимостью от скорости сдвига. Лавы Pahoehoe обычно имеют температуру от 1100 до 1200 ° C (от 2010 до 2190 ° F).

На Земле большинство потоков лавы имеют длину менее 10 км (6,2 мили), но некоторые потоки пахоехо имеют длину более 50 км (31 милю). Некоторые паводковые базальтовые потоки в геологической летописи простираются на сотни километров.

Округлая текстура делает пахоехо плохим радиолокационным отражателем, и его трудно увидеть с орбитального спутника (темный на изображении Magellan).

Блокировать потоки лавы

Блок лавы в фантастических слоях лавы возле шлакового конуса в вулканическом национальном парке Лассен

Глыбовые лавовые потоки типичны для андезитовых лав стратовулканов. Они ведут себя аналогично потокам аа, но их более вязкая природа приводит к тому, что поверхность покрывается угловатыми фрагментами (блоками) застывшей лавы с гладкими сторонами вместо клинкеров. Как и в случае с потоками аа, расплавленная внутренняя часть потока, изолированная затвердевшей блочной поверхностью, продвигается по обломкам, падающим с фронта потока. Они также движутся гораздо медленнее вниз по склону и толще по глубине, чем потоки аа.

Подушка лава

Подушечная лава на дне океана недалеко от Гавайев

Подушечная лава — это структура лавы, обычно образующаяся, когда лава выходит из подводного вулканического жерла или подледникового вулкана , или поток лавы попадает в океан. Вязкая лава образует твердую корку при контакте с водой, и эта корка трескается и выделяет дополнительные большие капли или «подушки» по мере того, как из наступающего потока выходит больше лавы. Поскольку вода покрывает большую часть поверхности Земли , а большинство вулканов расположены вблизи водоемов или под ними, подушечная лава встречается очень часто.

Лавовые рельефы

Поскольку он сформирован из вязкой расплавленной породы, потоки лавы и извержения создают характерные образования, формы рельефа и топографические особенности от макроскопических до микроскопических.

Вулканы

Вулканы — это основные формы рельефа, образовавшиеся в результате повторяющихся извержений лавы и пепла с течением времени. Они варьируются по форме от щитовых вулканов с широкими пологими склонами, образованными преимущественно эффузивными извержениями относительно жидких потоков базальтовой лавы, до стратовулканов с крутыми склонами (также известных как составные вулканы), состоящих из чередующихся слоев пепла и более вязких потоков лавы, типичных для промежуточных вулканов. и кислые лавы.

Кальдера , представляющая собой большой просадочный кратер, может образоваться в стратовулкане, если магматический очаг частично или полностью опустеет в результате крупных эксплозивных извержений ; вершинный конус больше не поддерживает себя и, таким образом, впоследствии обрушивается сам на себя. Такие особенности могут включать вулканические кратерные озера и лавовые купола после события. Однако кальдеры также могут образовываться невзрывными способами, такими как постепенное опускание магмы. Это характерно для многих щитовых вулканов.

Конусы золы и брызг

Шлаковые конусы и конусы брызг представляют собой мелкомасштабные образования, образованные скоплением лавы вокруг небольшого жерла вулканической постройки. Шлаковые конусы образуются из тефры или пепла и туфа , которые выбрасываются из источника взрыва. Конусы разбрызгивания образуются за счет скопления расплавленного вулканического шлака и шлаков, выбрасываемых в более жидкой форме.

Кипукас

Другой гавайский английский термин, полученный из гавайского языка , кипука обозначает возвышенную область, такую ​​​​как холм, хребет или старый лавовый купол внутри или вниз по склону от области активного вулканизма. Новые потоки лавы покроют окружающую землю, изолируя кипуку, так что она будет выглядеть как (обычно) лесной остров в бесплодном потоке лавы.

Лавовые купола и куле

Покрытый лесом лавовый купол посреди долины Валле-Гранде, самого большого луга в национальном заповеднике Валлес-Кальдера , Нью-Мексико, США.

Лавовые купола образованы экструзией вязкой кислой магмы. Они могут образовывать заметные округлые выступы, например, в кальдере Валлес . Когда вулкан извергает кремнистую лаву, он может формировать инфляционный купол или эндогенный купол , постепенно создавая большую подушкообразную структуру, которая трескается, дает трещины и может высвобождать остывшие куски породы и щебня. Верхний и боковой края надувающегося лавового купола, как правило, покрыты обломками породы, брекчией и пеплом.

Примеры извержений лавовых куполов включают купол Новарупты и последовательные лавовые купола горы Сент-Хеленс .

Когда купол формируется на наклонной поверхности, он может течь короткими толстыми потоками, называемыми куле (купольные потоки). Эти потоки часто проходят всего в нескольких километрах от жерла.

Лавовые трубы

Лавовые трубки образуются, когда поток относительно жидкой лавы охлаждается на верхней поверхности в достаточной степени, чтобы образовалась корка. Под этой коркой, состоящей из камня и являющейся отличным изолятором, лава может продолжать течь в жидком состоянии. Когда этот поток происходит в течение длительного периода времени, лавовый канал может образовывать туннельное отверстие или лавовую трубу , которая может проводить расплавленную породу на много километров от источника без заметного охлаждения. Часто эти лавовые трубки стекают после того, как подача свежей лавы прекращается, оставляя значительную длину открытого туннеля в потоке лавы.

Лавовые трубки известны из современных извержений Килауэа, а значительные, обширные и открытые лавовые трубки третичного возраста известны из Северного Квинсленда , Австралия , некоторые из которых простираются на 15 километров (9 миль).

Лавовые озера

Шипрок , Нью-Мексико, США: вулканическая шейка вдалеке с расходящейся дамбой на южной стороне.

В редких случаях вулканический конус может заполняться лавой, но не извергаться. Лава, скапливающаяся в кальдере, известна как лавовое озеро. Лавовые озера обычно не сохраняются долго, либо стекая обратно в магматический очаг после сброса давления (обычно путем выпуска газов через кальдеру), либо стекая в результате извержения потоков лавы или пирокластического взрыва.

В мире есть всего несколько мест, где существуют постоянные озера лавы. К ним относятся:

Дельта лавы

Лавовые дельты образуются везде, где подвоздушные потоки лавы входят в стоячие водоемы. Лава остывает и распадается при столкновении с водой, в результате чего образующиеся фрагменты заполняют топографию морского дна , так что субвоздушный поток может двигаться дальше от берега. Лавовые дельты обычно связаны с крупномасштабным базальтовым вулканизмом эффузивного типа.

Лавовые фонтаны

Лавовый фонтан высотой 450 м в Килауэа

Лавовый фонтан — это вулканическое явление, при котором лава с силой, но без взрыва выбрасывается из кратера , жерла или трещины . Самый высокий зарегистрированный лавовый фонтан был зарегистрирован во время извержения вулкана Этна 23 ноября 2013 года в Италии, который достиг стабильной высоты около 2500 м (8200 футов) в течение 18 минут, ненадолго достигнув высоты 3400 м (11000 футов). Фонтаны лавы могут возникать как серия коротких импульсов или непрерывная струя лавы. Они обычно связаны с гавайскими извержениями .

Опасности

Потоки лавы чрезвычайно разрушительны для имущества на своем пути. Однако жертвы редки, поскольку потоки обычно достаточно медленные, чтобы люди и животные могли убежать, хотя это зависит от вязкости лавы. Тем не менее, имели место травмы и смертельные случаи либо из-за того, что им отрезали путь к отступлению, либо из-за того, что они подошли слишком близко к потоку, либо, что реже, из-за слишком быстрого движения фронта лавового потока. В частности, это произошло во время извержения вулкана Ньирагонго в Заире (ныне Демократическая Республика Конго ). Ночью 10 января 1977 года стена кратера была пробита, и меньше чем за час вытекло жидкое лавовое озеро. Образовавшийся поток мчался вниз по крутым склонам со скоростью до 100 км/ч (62 мили в час) и затоплял несколько деревень, пока жители спали. В результате этой катастрофы в 1991 году гора была объявлена ​​Вулканом Десятилетия .

Смерти, приписываемые вулканам, часто имеют другую причину, например, вулканические выбросы, пирокластический поток из обрушившегося лавового купола, лахары , ядовитые газы, движущиеся впереди лавы, или взрывы, вызванные контактом потока с водой. Особо опасная зона называется лавовой скамейкой . Эта очень молодая земля обычно отрывается и падает в море.

Области недавних потоков лавы продолжают представлять опасность еще долго после того, как лава остынет. Там, где молодые потоки создали новые земли, земля более неустойчива и может обрываться в море. Потоки часто глубоко трескаются, образуя опасные пропасти, а падение на лаву аа похоже на падение на битое стекло. При переходе через потоки лавы рекомендуется надевать прочные походные ботинки, длинные брюки и перчатки.

Отклонить поток лавы чрезвычайно сложно, но при некоторых обстоятельствах это возможно, как это было однажды частично достигнуто в Вестманнаэйяре , Исландия. Оптимальная конструкция простых и недорогих барьеров, отклоняющих потоки лавы, является областью постоянных исследований.

Города, разрушенные потоками лавы

Лава может легко уничтожить целые города. На этой фотографии показан один из более чем 100 домов, разрушенных потоком лавы в Калапана, Гавайи , США, в 1990 году.

Города, пострадавшие от лавовых потоков

Города, разрушенные тефрой

Тефра представляет собой лаву в виде вулканического пепла , лапилли , вулканических бомб или вулканических блоков .

Смотрите также

  • Голубая лава  - оптическое явление, возникающее в результате горения серы.
  • Лазе (геология)  - Кислотная дымка образуется, когда расплавленная лава попадает в холодный океан.
  • Vog  - Загрязнение воздуха в результате реакции вулканических газов с атмосферой.

Рекомендации

Внешние ссылки