Страница полузащищенная
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из потока лавы )
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Поток лавы» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о программном антипаттерне, см. Поток лавы (программирование) . Для использования в других целях, см Лава (значения) .

10-метровый фонтан из лавы пахоехо, Гавайи, США
Лавовый поток во время извержения разлома в Крафле , Исландия, 1984 год.

Лава - это расплавленная порода ( магма ), изгнанная из недр планеты земного типа (например, Земли ) или луны . Магма генерируется внутренним теплом планеты или луны и извергается в виде лавы на вулканах или через трещины в коре , обычно при температурах от 800 до 1200 ° C (от 1470 до 2190 ° F). Вулканическая порода в результате последующего охлаждения также часто называют лавы .

Поток лавы является излиянием лавы , созданной во время эффузивного извержения . Взрывные извержения производят смесь вулканического пепла и других фрагментов, называемых тефрой , а не потоками лавы. Хотя лава может быть в 100000 раз более вязкой, чем вода, она может течь на большие расстояния, прежде чем остынет и затвердеет, потому что лава, находящаяся на воздухе, быстро образует твердую корку. Это изолирует оставшуюся жидкую лаву, помогая ей оставаться горячей и невязкой. [1]

Слово лава происходит из итальянского и, вероятно, происходит от латинского слова labes, что означает падение или оползень. [2] [3] Первое использование экструдированной магмы (расплавленной породы под поверхностью Земли) было, по-видимому, в кратком отчете, написанном Франческо Серао об извержении Везувия в 1737 году. [4] Серао описал «поток пламени». лава »по аналогии с потоком воды и грязи по склонам вулкана после сильного дождя .

Свойства лавы

Состав

Pāhoehoe и 'a'ā потоки лавы бок о бок в Гавайи , сентябрь 2007 г.

Состав почти всех лава земной коры преобладают силикатные минералы : в основном полевые шпаты , фельдшпатоидов , оливин , пироксены , амфиболы , слюды и кварца . [5] Редкие несиликатные лавы могут образовываться в результате локального плавления несиликатных минеральных отложений [6] или в результате разделения магмы на отдельные несмешивающиеся силикатные и несиликатные жидкие фазы. [7]

Силикатные лавы

Силикатные лавы - это расплавленные смеси, в которых преобладают кислород и кремний , самые распространенные химические элементы на Земле , с меньшими количествами алюминия , кальция , магния , железа , натрия и калия и небольшими количествами многих других элементов. [5] Петрологи обычно выражают состав силикатной лавы через вес или молярную массовую долю оксидов основных элементов (кроме кислорода), присутствующих в лаве. [8]

В физическом поведении силикатных магм преобладает кремнеземистый компонент. 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 множеством сгустков или цепочек ионов кремния, соединенных мостиковыми ионами кислорода, описывается как частично полимеризованная. Алюминий в сочетании с оксидами щелочных металлов (натрий и калий) также имеет тенденцию к полимеризации лавы. [9] Другие катионы, такие как двухвалентное железо, кальций и магний, гораздо слабее связываются с кислородом и снижают склонность к полимеризации. [10] Частичная полимеризация делает лаву вязкой, поэтому лава с высоким содержанием кремнезема намного более вязкая, чем лава с низким содержанием кремния. [9]

Из-за роли кремнезема в определении вязкости, а также 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: кислый , промежуточный , основной. , и ультраосновной . [11]

Фельзическая лава

В кислых или кремниевых лавах содержание кремнезема превышает 63%. К ним относятся лавы риолита и дацита . При таком высоком содержании кремнезема эти лавы чрезвычайно вязкие: от 10 8 сП для горячей риолитовой лавы при 1200 ° C (2190 ° F) до 10 11 сП для холодной риолитовой лавы при 800 ° C (1470 ° F). [12] Для сравнения, вода имеет вязкость около 1 сП. Из-за этой очень высокой вязкости фельзитовые лавы обычно извергаются взрывным образом, образуя пирокластические (фрагментарные) отложения. Тем не менее, лава риолита иногда извергается извержением, образуя шипы лавы , лавовые купола.или «кули» (толстые короткие потоки лавы). [13] Лавы обычно фрагментируются при выдавливании, создавая потоки глыбы. Они часто содержат обсидиан . [14]

Фельзические магмы могут извергаться при температуре до 800 ° C (1470 ° F). [15] Необычно горячие (> 950 ° C;> 1740 ° F) риолитовые лавы, однако, могут течь на расстояния во многие десятки километров, например, на равнине Снейк-Ривер на северо-западе США. [16]

Промежуточная лава

Промежуточные или андезитовые лавы содержат от 52 до 63% кремнезема, меньше алюминия и обычно несколько богаче магнием и железом, чем кислые лавы. Промежуточные лавы образуют андезитовые купола и глыбы и могут встречаться на крутых сложных вулканах , например, в Андах . [17] Они также обычно более горячие, 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, намного менее вязкие, с типичной вязкостью 3,5 × 10 6 сП при 1200 ° C (2190 ° F). Это немного больше, чем вязкость гладкого арахисового масла . [18]Промежуточные лавы показывают большую склонность к образованию вкрапленникам , [19] Высшее железо и магний имеют тенденцию проявляться в виде более темной основной массы , в том числе амфибольных или пироксены вкрапленников. [20]

Мафическая лава

Мафические или базальтовые лавы имеют содержание диоксида кремния 52% до 45%. Для них характерно высокое содержание ферромагнезита и обычно происходит извержение при температурах от 1100 до 1200 ° C (от 2010 до 2190 ° F). Вязкость может быть относительно низкой, от 10 4 до 10 5 сП, хотя это все еще на много порядков выше, чем у воды. Эта вязкость аналогична кетчупу . [21] Базальтовые лавы, как правило, образуют низкопрофильные щитовые вулканы или базальты паводков., потому что флюидальная лава течет на большие расстояния от жерла. Толщина базальтовой лавы, особенно на низком склоне, может быть намного больше, чем толщина движущегося лавового потока в любой момент времени, потому что базальтовые лавы могут «надуваться» за счет подачи лавы под затвердевшую корку. [22] Большинство базальтовых лав имеют тип « Аа» или « пахоева» , а не глыбы. Под водой они могут образовывать подушкообразные лавы , которые очень похожи на лавы пахоехо, расположенные на суше. [23]

Ультрабазитовая лава

Ультрабазитовые лавы, такие как коматиит и высокомагнезиальные магмы, образующие бонинит , доводят состав и температуру извержений до предела . Все они имеют содержание диоксида кремния 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, создавая очень подвижную жидкость. [24] Считается, что вязкость коматиитовых магм составляет от 100 до 1000 сП, что аналогично вязкости легкого моторного масла. [12] Большинство ультрабазитовых лав не моложе протерозоя , с несколькими ультраосновными магмами, известными еще из фанерозоя.в Центральной Америке, которые приписываются горячему мантийному шлейфу . Современные коматиитовые лавы неизвестны, поскольку мантия Земли слишком остыла для образования высокомагнезиальных магм. [25]

Акалиновые лавы

Некоторые кремниевые лавы имеют повышенные содержания оксидов щелочных металлов (натрий и калий), особенно в районах континентального рифтогенеза , участки , перекрывающие глубоко субдуцируемую пластину , или в внутриплитных точках доступа . [26] Их содержание кремнезема может варьироваться от ультраосновных ( нефелиниты , базаниты и тефриты ) до кислых ( трахиты ). Они с большей вероятностью образуются на больших глубинах мантии, чем субщелочные магмы. [27] Лавы оливиновых нефелинитов являются одновременно ультраосновными и сильно щелочными, и считается, что они пришли из гораздо более глубоких месторождений.мантии от Земли , чем в других лавах. [28]

Примеры составов лавы (мас.%) [29]
Составная частьНефелинитТолеитовый пикритТолеитовый базальтАндезитРиолит
SiO 239,746,453,860,073,2
TiO 22,82.02.01.00,2
Al 2 O 311,48,513,916.014.0
Fe 2 O 35,32,52,61.90,6
FeO8,29,89,36.21,7
MnO0,20,20,20,20,0
MgO12.120,84.13.90,4
CaO12,87,47.95.91.3
Na 2 O3.81.63.03.93.9
К 2 О1.20,31.50,94.1
P 2 O 50,90,20,40,20,0

Толеитовая базальтовая лава

  SiO 2 (53,8%)
  Al 2 O 3 (13,9%)
  FeO (9,3%)
  CaO (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%)
  P 2 O 5 (0,4%)
  MnO (0,2%)

Риолитовая лава

  SiO 2 (73,2%)
  Al 2 O 3 (14%)
  FeO (1,7%)
  CaO (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%)
  P 2 O 5 (0%)
  MnO (0%)

Некремниевая лава

На поверхность Земли извергалось несколько лав необычного состава. Это включает:

  • Лавы карбонатита и натрокарбонатита известны из вулкана Ол Доиньо Ленгаи в Танзании , который является единственным примером действующего карбонатитового вулкана. [30] Карбонатиты в геологической летописи обычно на 75% состоят из карбонатных минералов с меньшим количеством силикатных минералов, недонасыщенных кремнеземом (таких как слюды и оливин), апатита , магнетита и пирохлора . Это может не отражать исходный состав лавы, который мог включать карбонат натрия.который впоследствии был удален гидротермальной активностью, хотя лабораторные эксперименты показывают, что магма, богатая кальцитом, возможна. Карбонатитовые лавы демонстрируют стабильные соотношения изотопов, указывающие на то, что они происходят из высокощелочных кремниевых лав, с которыми они всегда связаны, вероятно, путем отделения несмешивающейся фазы. [31] Натрокарбонатитовые лавы Ол Дойньо Ленгаи состоят в основном из карбоната натрия, примерно вдвое меньше карбоната кальция и вдвое меньше карбоната калия, а также незначительно количества галогенидов, фторидов и сульфатов. Лавы чрезвычайно текучие, их вязкость лишь немного выше, чем у воды, и они очень холодные, с измеренными температурами от 491 до 544 ° C (от 916 до 1011 ° F). [32]
  • Считается, что лавы оксида железа являются источником железной руды в Кируне , Швеция, которая образовалась в протерозое . [7] Лавы оксидов железа плиоценового возраста встречаются в вулканическом комплексе Эль-Лако на границе Чили и Аргентины. [6] Лавы оксида железа считаются результатом несмешивающегося отделения магмы оксида железа от исходной магмы известково-щелочного или щелочного состава. [7]
  • Потоки серной лавы длиной до 250 метров (820 футов) и шириной 10 метров (33 футов) встречаются на вулкане Ластаррия в Чили. Они образовались в результате плавления отложений серы при температуре до 113 ° C (235 ° F). [6]

Термин «лава» также может быть использована для обозначения расплавленных смесей «льда» в извержениях на ледяные спутники из Солнечной системы «с газовыми гигантов . [33] (См. Криовулканизм ).

Реология

Пальцы пахоеху продвигаются по дороге в Калапане в восточной рифтовой зоне вулкана Килауэа на Гавайях, США.

Поведение лавовых потоков в основном определяется вязкостью лавы. В то время как температуры в обычных силикатных лавах колеблются от около 800 ° C (1470 ° F) для кислых лав до 1200 ° C (2190 ° F) для основных лав, [15] вязкость тех же лав составляет более семи порядков величины, от От 10 4 сП для основной лавы до 10 11 сП для кислых магм. [15] Вязкость в основном определяется составом, но также зависит от температуры. [12] Тенденция кислой лавы быть более холодной, чем основная лава, увеличивает разницу в вязкости.

Вязкость лавы определяет вид вулканической активности, которая имеет место при извержении лавы. Чем выше вязкость, тем больше склонность к извержениям взрывного, а не эффузивного характера. В результате большинство лавовых потоков на Земле, Марсе и Венере состоит из базальтовой лавы. [34] На Земле 90% потоков лавы являются основными или ультраосновными, при этом промежуточная лава составляет 8% потоков, а фельзитовая лава составляет всего 2% потоков. [35] Вязкость также определяет вид (толщина относительно поперечной протяженности) потоков, скорость, с которой движутся потоки, и характер поверхности потоков.

Когда они извергаются интенсивно, высоковязкая лава извергается почти исключительно в виде потоков или куполов с высоким аспектом. Потоки принимают форму глыбовой лавы, а не аа или пахоехо. Обсидиановые потоки обычны. [36] Промежуточные лавы, как правило, образуют крутые стратовулканы с чередующимися слоями лавы от эффузивных извержений и тефры от взрывных извержений. [37] Мафические лавы образуют относительно тонкие потоки, которые могут перемещаться на большие расстояния, образуя щитовые вулканы с очень пологими склонами. [38]

Большинство лав содержит твердые кристаллы различных минералов, фрагменты экзотических пород, известных как ксенолиты, и фрагменты ранее застывшей лавы. Кристаллическое содержание большинства лав придает им тиксотропные свойства и свойства разжижения при сдвиге . [39] Другими словами, большинство лав не ведут себя как ньютоновские жидкости, в которых скорость потока пропорциональна напряжению сдвига. Вместо этого типичная лава представляет собой жидкость Бингема , которая проявляет значительное сопротивление течению до тех пор, пока не будет пересечен порог напряжения, называемый пределом текучести. [40] Это приводит к поршневому потокучастично кристаллической лавы. Знакомый пример поршневого потока - зубная паста, выдавленная из тюбика с зубной пастой. Зубная паста получается полутвердой пробкой, потому что сдвиг концентрируется в тонком слое зубной пасты рядом с тюбиком, и только здесь зубная паста ведет себя как жидкость. Тиксотропное поведение также препятствует осаждению кристаллов из лавы. [41] Когда содержание кристаллов достигает примерно 60%, лава перестает вести себя как жидкость и начинает вести себя как твердое тело. Такую смесь кристаллов с расплавленной горной породой иногда называют кристальной кашей . [42]

Скорость потока лавы зависит, прежде всего, от вязкости и наклона. Как правило, лава течет медленно, с типичной скоростью 0,25 мили в час (0,40 км / ч) и максимальной скоростью от 6 до 30 миль в час (от 9,7 до 48,3 км / ч) на крутых склонах. Исключительная скорость от 20 до 60 миль в час (от 32 до 97 км / ч) была зафиксирована после обрушения лавового озера на горе Ньирагонго . [35] Масштабное соотношение для лав состоит в том, что средняя скорость потока масштабируется как квадрат его толщины, деленный на его вязкость. [43] Это означает, что поток риолита должен быть в ~ 1000 раз толще, чем поток базальта, чтобы течь с такой же скоростью.

Тепловой

Стыковка колонн на Дороге гигантов в Северной Ирландии

Температура лавы варьируется от 800 ° C (1470 ° F) до 1200 ° C (2190 ° F). [15] Это похоже на самые высокие температуры, достижимые при использовании угольной печи с принудительной подачей воздуха. [44] Лава наиболее жидкая при первом извержении, становясь гораздо более вязкой при понижении температуры. [12]

Потоки лавы быстро образуют изолирующую корку твердой породы в результате радиационной потери тепла. После этого лава остывает за счет очень медленной передачи тепла через каменистую кору. Геологи Геологической службы США регулярно бурили лавовое озеро Килауэа-Ики, образовавшееся в результате извержения в 1959 году. Глубина озера составляла около 100 м (330 футов). Спустя три года толщина твердой поверхностной коры, основание которой находилось при температуре 1065 ° C (1949 ° F), все еще составляла всего 14 м (46 футов). Остаточная жидкость все еще присутствовала на глубине около 80 м (260 футов) через девятнадцать лет после извержения. [15]

Потоки охлаждающей лавы сжимаются, что приводит к разрыву потока. В базальтовых потоках это дает характерный рисунок трещин. В самых верхних частях потока наблюдаются нерегулярные трещины, расширяющиеся вниз, в то время как в нижней части потока наблюдается очень регулярный узор трещин, которые разбивают поток на пяти- или шестисторонние колонны. Неравномерная верхняя часть затвердевшего потока называется антаблементом, а нижняя часть, демонстрирующая столбчатое соединение , называется коллонадой . Термины заимствованы из греческой храмовой архитектуры. Точно так же регулярные вертикальные узоры на сторонах колонн, полученные охлаждением с периодическим разрывом пласта, описываются как следы долота.. Это естественные особенности, возникающие в результате охлаждения, термического сжатия и трещин. [45]

По мере того, как лава охлаждается, кристаллизуясь внутрь от ее границ, газы вытесняются из лавы, образуя пузырьки на нижней и верхней границах. Они описаны как труба стволовых везикул или трубы стволовых миндалин . Жидкости, вытесненные из охлаждающей кристаллической кашицы, поднимаются вверх в неподвижный центр охлаждающего потока и образуют вертикальные цилиндры везикул . Там, где они сливаются в верхней части потока, образуются пласты везикулярного базальта, которые иногда покрываются газовыми полостями. Иногда они заполнены вторичными минералами. Таким образом сформировались прекрасные жеоды аметиста, обнаруженные в базальтах Южной Америки. [46]

Базальты паводка обычно мало кристаллизуются, прежде чем они перестают течь, и, как следствие, текстуры потока необычны для менее кремнистых потоков. [47] С другой стороны, полосатость потока обычна для фельзических потоков. [48]

Морфология лавы

Лава, попадающая в море, расширяет большой остров Гавайи , национальный парк Гавайских вулканов.

Физическое поведение лавы создает физические формы лавового потока или вулкана. Более жидкие потоки базальтовой лавы имеют тенденцию формировать плоские пластинчатые тела, тогда как потоки вязкой лавы риолита образуют узловатые глыбовые массы горных пород. Извергающаяся под водой лава имеет свои отличительные особенности.

Лава выходит в Тихий океан на Большом острове Гавайи

ʻAʻā

Следующий подраздел посвящен типам лавовых потоков. Чтобы узнать полинезийское название самой яркой звезды, см. Сириус . Чтобы увидеть скульптуру бога с тихоокеанского острова Руруту, см. Статуя А'а из Руруту .
Светящийся фронт потока аа надвигается над пахоехо на прибрежной равнине Килауэа на Гавайях , США.

«Аа» - это один из трех основных типов потоков лавы. «Аа» - это базальтовая лава, характеризующаяся шероховатой или щебнистой поверхностью, состоящей из битых блоков лавы, называемых клинкером. Гавайское слово было введено как технический термин в геологию Кларенсом Даттоном . [49] [50]

Рыхлая, изломанная и острая колючая поверхность потока «аа» делает походы трудными и медленными. Поверхность клинкера фактически покрывает массивное плотное ядро, которое является наиболее активной частью потока. По мере того как пастообразная лава в ядре движется вниз по склону, клинкер уносится на поверхность. Однако на переднем крае потока «аа» эти охлажденные фрагменты падают вниз по крутому фронту и погружаются в набегающий поток. Это создает слой фрагментов лавы как на дне, так и наверху потока аа. [51]

Аккреционные шары лавы размером до 3 метров (10 футов) обычны в потоках аа. [52] « Аа» обычно имеет более высокую вязкость, чем пахоеве. Пахоехо может превратиться в аа, если он становится неспокойным из-за препятствий или крутых склонов. [51]

Резкая, угловатая текстура делает аа сильным радиолокационным отражателем, и его легко увидеть с орбитального спутника (яркое на снимках Магеллана ). [53]

Лавы типа Аа обычно извергаются при температуре от 1050 до 1150 ° C (от 1920 до 2100 ° F) или выше. [54] [55]

Слово также пишется аа , Аа , 'a'a и а-аа , и выраженный / ɑː ( ʔ ) ɑː / . Оно происходит из гавайского языка, где произносится[ʔəˈʔaː] , [56] означает «грубая каменная лава», но также «гореть» или «пылать».

Pāhoehoe

Лава Пахоео из вулкана Килауэа , Гавайи, США

Пахоехо (от гавайского[paːˈhoweˈhowe] , [57] означает «гладкая, непрерывная лава»), также пишется как пахоехо , это базальтовая лава с гладкой, волнистой, волнистой или вязкой поверхностью. Эти поверхностные особенности связаны с движением очень текучей лавы под застывающей поверхностной корой. Гавайское слово было введено как технический термин в геологию Кларенсом Даттоном . [49] [50]

Поток пахоехо обычно развивается в виде серии маленьких лепестков и пальцев ног, которые постоянно вырываются из охлажденной корки. Он также образует лавовые трубки, в которых минимальные потери тепла поддерживают низкую вязкость. Текстура поверхности потоков пахоехо варьируется в широких пределах, отображая всевозможные причудливые формы, часто называемые скульптурами из лавы. С увеличением расстояния от источника потоки пахоехо могут превращаться в потоки типа «аа» в ответ на потерю тепла и последующее увеличение вязкости. [23] Лавы Пахоехо обычно имеют температуру от 1100 до 1200 ° C (от 2010 до 2190 ° F). [15]

На Земле большинство потоков лавы имеют длину менее 10 км (6,2 мили), но некоторые потоки пахоеху имеют длину более 50 км (31 милю). [58] Некоторые наводнения базальтовых потоков в геологической летописи простирались на сотни километров. [59]

Закругленная текстура делает пахоехо плохим радиолокационным отражателем, и его трудно увидеть с орбитального спутника (темный на изображении Магеллана). [53]

Блокировать потоки лавы

Блокируйте лаву в фантастических слоях лавы возле пепельного конуса в вулканическом национальном парке Лассен

Блочные лавовые потоки типичны для андезитовых лав стратовулканов. Они ведут себя аналогично потокам аа, но из-за их более вязкой природы поверхность покрывается гладкими угловатыми фрагментами (блоками) застывшей лавы, а не клинкерами. Как и в случае с потоками «аа», расплавленная внутренняя часть потока, которая удерживается изолированной за счет затвердевшей блочной поверхности, продвигается по обломкам, падающим с фронта потока. Они также намного медленнее движутся вниз по склону и имеют большую толщину, чем потоки аа.[14]

Купола и куле

Лавовые купола и куле связаны с кислыми потоками лавы, варьирующимися от дацита до риолита. Очень вязкая природа этой лавы заставляет их течь недалеко от отверстия, в результате чего лава формирует купол лавы в отверстии. Когда купол образуется на наклонной поверхности, он может течь короткими толстыми потоками, называемыми куле (потоками купола). Эти потоки часто проходят всего в нескольких километрах от вентиляционного отверстия. [36]

Подушка лава

Основная статья: Подушка лава
Подушка лава на дне океана недалеко от Гавайев

Подушечная лава - это структура лавы, которая обычно образуется, когда лава выходит из подводного вулканического жерла или подледникового вулкана, или когда поток лавы входит в океан. Однако подушечка лава также может образовываться, когда лава извергается под толстым ледниковым льдом. Вязкая лава приобретает твердую корку при контакте с водой, и эта корка трескается и сочится дополнительными большими каплями или «подушками» по мере того, как все больше лавы выходит из набегающего потока. Так как вода покрывает большую часть земной поверхности «s и большинство вулканов расположены вблизи или под водоемами, подушки лава является очень распространенным явлением. [60]

Лавовые формы рельефа

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

Вулканы

Основная статья: Вулкан
Вулкан Ареналь в Коста-Рике - стратовулкан .

Вулканы - это основные формы рельефа, образованные многократными извержениями лавы и пепла с течением времени. Они варьируются по форме от щитовых вулканов с широкими пологими склонами, образованными преимущественно эффузивными извержениями относительно жидких базальтовых потоков лавы, до крутых стратовулканов (также известных как составные вулканы), состоящих из чередующихся слоев пепла и более вязких потоков лавы, типичных для промежуточных и кислые лавы. [61]

Кальдера , которая является большой просадкой кратера, может образовывать в стратовулкан, если магма камера частично или полностью очищена от крупных извержений; конус вершины больше не поддерживает себя и, таким образом, впоследствии обрушивается на себя. [62] Такие особенности могут включать вулканические кратерные озера и купола лавы после события. [63] Однако кальдеры также могут образовываться невзрывными средствами, такими как постепенное оседание магмы. Это типично для многих щитовых вулканов. [64]

Конусы для золы и брызг

Основная статья: Вулканический конус

Шлаковые конусы и конусы брызг - это мелкомасштабные объекты, образованные скоплением лавы вокруг небольшого отверстия на вулканическом сооружении. Шлаковые конусы образуются из тефры или пепла и туфа, выбрасываемых из взрывоопасного источника. Конусы разбрызгивания образуются из-за скопления расплавленного вулканического шлака и шлаков, выбрасываемых в более жидкой форме. [65]

Кипукас

Основная статья: Кипука

Другой гавайский английский термин, полученный из гавайского языка , кипука обозначает возвышенность, такую ​​как холм, гребень или старый купол лавы внутри или вниз по склону от области активного вулканизма. Новые потоки лавы покроют окружающую землю, изолируя кипуку, так что она будет выглядеть (обычно) засаженным деревьями островом в бесплодном потоке лавы. [66]

Купола лавы

Основная статья: Купол лавы
Покрытый лесом купол лавы посреди Валле Гранде, самого большого луга в Национальном заповеднике Валлес Кальдера , Нью-Мексико, США.

Купола лавы образованы экструзией вязкой кислой магмы. Они могут образовывать заметные округлые выступы, как, например, в кальдере Валлес . Когда вулкан извергает кремниевую лаву, он может образовывать надувной купол или эндогенный купол , постепенно создавая большую подушкообразную структуру, которая трескается, трескается и может выделять охлажденные куски породы и щебня. Верхние и боковые края надувного лавового купола, как правило, покрыты осколками горных пород, брекчией и пеплом. [67]

Примеры извержений купола лавы включают купол Новарупты и последовательные купола лавы горы Сент-Хеленс . [68]

Лавовые трубы

Основная статья: Лавовая труба

Лавовые трубки образуются, когда поток относительно жидкой лавы охлаждается на верхней поверхности в достаточной степени, чтобы образовалась корка. Под этой коркой, состоящей из камня, который является отличным изолятором, лава может продолжать течь в виде жидкости. Когда этот поток происходит в течение длительного периода времени, лавовый канал может образовывать туннельное отверстие или лавовую трубку , которая может проводить расплавленную породу на многие километры от канала без заметного охлаждения. Часто эти лавовые трубки стекают, как только прекращается подача свежей лавы, оставляя значительную длину открытого туннеля внутри лавового потока. [69]

Лавовые трубки известны из современных извержений Килауэа [70], а значительные, обширные и открытые лавовые трубки третичного возраста известны в Северном Квинсленде , Австралия , некоторые простираются на 15 километров (9 миль). [71]

Лавовые озера

Основная статья: Лавовое озеро
Шипрок , Нью-Мексико, США: вдали вулканический перешеек с излучающей дамбой на южной стороне.

В редких случаях вулканический конус может заполняться лавой, но не извергаться. Лава, которая образуется в кальдере, известна как лавовое озеро. [72] Лавовые озера обычно не сохраняются надолго, либо стекают обратно в магматический очаг после сброса давления (обычно путем выброса газов через кальдеру), либо истощаются через извержение потоков лавы или пирокластический взрыв.

В мире всего несколько мест, где существуют постоянные озера лавы. Это включает:

  • Гора Эреб , Антарктида [73]
  • Эрта Але , Эфиопия [74]
  • Ньирагонго , Демократическая Республика Конго [75]
  • Амбрим , Вануату . [73]

Дельта лавы

Основная статья: Дельта лавы

Дельты лавы образуются там, где суб-воздушные потоки лавы входят в стоячие водоемы. Лава охлаждается и распадается при встрече с водой, в результате чего фрагменты заполняют рельеф морского дна , так что субаэральный поток может перемещаться дальше от берега. Дельты лавы обычно связаны с крупномасштабным базальтовым вулканизмом эффузивного типа. [76]

Лавовые фонтаны

450-метровый лавовый фонтан в Килауэа

Лавы фонтан представляет собой вулканический явление , в котором лава силой , но не взрывообразно выбрасывается из кратера , вентиляционное отверстие или трещина . Самые высокие фонтаны лавы были зарегистрированы во время извержения вулкана Этна в Италии в 1999 году , которое достигло высоты 2000 м (6562 фута). [77] Однако считается, что фонтаны лавы, наблюдавшиеся во время извержения Везувия в 1779 году, достигли высоты не менее 3000 м (9843 фута). [77] [78] Лавовые фонтаны могут возникать в виде серии коротких импульсов или непрерывной струи лавы. Обычно они связаны с гавайскими извержениями . [79]

Опасности

Лавовые потоки чрезвычайно разрушительны для собственности на своем пути. Однако жертвы редки, поскольку потоки обычно достаточно медленные, чтобы люди и животные могли спастись, хотя это зависит от вязкости лавы. Тем не менее, травмы и смертельные случаи произошли либо из-за того, что им перекрыли путь эвакуации, потому что они подошли слишком близко к потоку [80], либо, что реже, из-за того, что фронт потока лавы движется слишком быстро. Это, в частности, произошло во время извержения вулкана Ньирагонго в Заире (ныне Демократическая Республика Конго).). Ночью 10 января 1977 года стена кратера была пробита, и менее чем за час вылилось жидкое лавовое озеро. В результате поток спустился по крутым склонам со скоростью до 100 км / ч (62 миль в час) и захлестнул несколько деревень, пока жители спали. В результате этой катастрофы гора была признана вулканом Десятилетия в 1991 году. [81]

Смерть, приписываемая вулканам, часто имеет другую причину, например, извержение вулкана, пирокластический поток из разрушающегося купола лавы, лахары , ядовитые газы, движущиеся впереди лавы, или взрывы, вызванные контактом потока с водой. [80] Особо опасная зона называется лавовой скамейкой . Эта очень молодая земля обычно отламывается и падает в море.

Области недавних потоков лавы продолжают представлять опасность еще долгое время после того, как лава остыла. Там, где молодые потоки создали новые земли, суша более нестабильна и может обрываться в море. Потоки часто имеют глубокие трещины, образуя опасные пропасти, а падение на лаву подобно падению на битое стекло. При пересечении потоков лавы рекомендуются прочные походные ботинки, длинные брюки и перчатки.

Отвести поток лавы чрезвычайно сложно, но при некоторых обстоятельствах это возможно, как когда-то частично удалось в Вестманнаэйяре , Исландия. [82]

Города, разрушенные потоками лавы

Лава легко может разрушить целые города. На этом снимке показан один из более чем 100 домов, разрушенных потоком лавы в Калапане, Гавайи , США, в 1990 году.
  • Калапана, Гавайи, была разрушена извержением вулкана Килауэа в 1990 году. (Заброшено)
  • Коаэ и Капохо на Гавайях были разрушены в результате извержения вулкана Килауэа в январе 1960 года. [83] (заброшено)
  • Капохо, Гавайи, был в значительной степени затоплен лавой в июне 2018 года, а его подразделение Vacationland Hawaii было полностью разрушено.
  • Кеавайки, Гавайи, 1859 г. (заброшенный)
  • Сан-Себастьяно-аль-Везувий, Италия. Разрушен в 1944 году в результате последнего извержения Везувия во время оккупации южной Италии союзниками . (перестроен)
  • Кагсава , Филиппины, погребенный лавой, извергшейся из вулкана Майон в 1814 году. [84]
  • В нисгаа деревни Лакса Ksiluux и Wii Лакса K'abit в северо - западной части Британской Колумбии , Канада , были разрушены мощными потоками лавы во время извержения Tseax конуса в 1700 - х годах.
  • Гарачико на острове Тенерифе был разрушен извержением Тревехо (1706 г.) (восстановлен)

Города, поврежденные потоками лавы

  • Катания, Италия , извержение вулкана Этна в 1669 г. [85] (перестроено)
  • Гома , Демократическая Республика Конго , во время извержения Ньирагонго в 2002 году [86]
  • Хеймаэй, Исландия , во время извержения вулкана Эльдфелл в 1973 году (восстановлен)
  • Королевские сады, Гавайи , извержение вулкана Килауэа в 1986–87 годах (заброшено)
  • Парикутин (деревня, в честь которой был назван вулкан) и Сан-Хуан-Парангарикутиро , Мексика, принадлежали Парикутину с 1943 по 1952 год.
  • Салеаула , Самоа, извержением горы Матавану между 1905 и 1911 годами.
  • Питон-Сент-Роуз , остров Реюньон, 1977 год [87]

Города, разрушенные тефрой

Тефра - это вулканический пепел , лапилли , вулканические бомбы или вулканические блоки .

  • Помпеи , Италия, во время извержения Везувия в 79 году нашей эры.
  • Геркуланум , Италия во время извержения Везувия в 79 году нашей эры.
  • Остров Сумбава , Индонезия, во время извержения горы Тамбора в 1815 году нашей эры.
  • Серен , Сальвадор, во время извержения Илопанго между 410 и 535 годами нашей эры [88]
  • Плимут, Монтсеррат , в 1995 году. Плимут был столицей и единственным портом въезда на Монтсеррат и должен был быть полностью заброшен вместе с более чем половиной острова. Это по-прежнему де-юре столица.

Смотрите также

  • Ленивый (геология) , кислотные дожди и загрязнение воздуха в результате паровых взрывов и больших облаков плюма, содержащих чрезвычайно кислый конденсат, которые возникают, когда потоки расплавленной лавы попадают в океаны.
  • Вог , вулканический смог, образующийся из жерл вулканов.
  • Голубая лава - явление, напоминающее по внешнему виду лаву, вызванное горящей серой.

Рекомендации

  1. ^ Филпоттс, Энтони Р .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 53–55. ISBN 9780521880060.
  2. ^ "Лава" . Онлайн-словарь Merriam-Webster . 2012-08-31 . Проверено 8 декабря 2013 года .
  3. ^ "Лава" . Dictionary.reference.com. 1994-12-07 . Проверено 8 декабря 2013 года .
  4. ^ "Извержение Везувия, 1738" . Lindahall.org . Проверено 21 октября 2015 года .
  5. ^ a b Philpotts & Ague 2009 , стр. 19.
  6. ^ a b c Guijón, R .; Henríquez, F .; Наранхо, Дж. А. (2011). «Геологические, географические и правовые аспекты сохранения уникальных потоков оксида железа и серы в вулканических комплексах Эль-Лако и Ластаррия, Центральные Анды, Северный Чили» . Географическое наследие . 3 (4): 99–315. DOI : 10.1007 / s12371-011-0045-х . S2CID 129179725 . 
  7. ^ a b c Харлов Д.Е .; и другие. (2002). «Апатит-монацитовые отношения в магнетит-апатитовой руде Киирунаваара, север Швеции» . Химическая геология . 191 (1–3): 47–72. Bibcode : 2002ChGeo.191 ... 47H . DOI : 10.1016 / s0009-2541 (02) 00148-1 .
  8. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 132-133.
  9. ^ a b Philpotts & Ague 2009 , стр. 25.
  10. ^ Schmincke, Ханс-Ульрих (2003). Вулканизм . Берлин: Springer. п. 38. ISBN 9783540436508.
  11. ^ Каск, РАФ; Райт, СП (1987). Вулканические толщи . Unwin Hyman Inc. стр. 528. ISBN 978-0-04-552022-0.
  12. ^ a b c d Philpotts & Ague 2009 , стр. 23.
  13. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 70-77.
  14. ^ a b Schmincke 2003 , стр. 132.
  15. ^ Б с д е е Филпоттсов & Ague 2009 , с. 20.
  16. ^ Bonnichsen, B .; Кауфман Д.Ф. (1987). «Физические особенности риолитовых лавовых потоков в вулканической провинции Снейк-Ривер-Плейн на юго-западе Айдахо». Специальный доклад Геологического общества Америки . Специальные статьи Геологического общества Америки. 212 : 119–145. DOI : 10.1130 / SPE212-P119 . ISBN 0-8137-2212-8.
  17. ^ Schmincke 2003 , стр. 21-24,132,143.
  18. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 23-611.
  19. Перейти ↑ Takeuchi, Shingo (5 октября 2011 г.). «Вязкость до прорыва магмы: важная мера извержения магмы» . Журнал геофизических исследований . 116 (B10): B10201. Bibcode : 2011JGRB..11610201T . DOI : 10.1029 / 2011JB008243 .
  20. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 1376-377.
  21. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 23-25.
  22. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 53-55, 59-64.
  23. ^ a b Schmincke 2003 , стр. 128-132.
  24. Перейти ↑ Arndt, NT (1994). «Архейские коматииты». В Конди, KC (ред.). Эволюция архейской коры . Амстердам: Эльзевир. п. 19. ISBN 978-0-444-81621-4.
  25. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 399-400.
  26. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 139-148.
  27. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 606-607.
  28. ^ "Вулканический пояс Стикин: гора вулкана" . Каталог канадских вулканов . Архивировано из оригинала на 2009-03-07 . Проверено 23 ноября 2007 года .
  29. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 145.
  30. ^ Вик Кэмп, Как работают вулканы , Необычные типы лавы , Государственный университет Сан-Диего , Геология
  31. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 396-397.
  32. ^ Келлер, Йорг; Краффт, Морис (ноябрь 1990). «Избыточная натрокарбонатитовая активность Олдоиньо Ленгаи, июнь 1988 г.». Вестник вулканологии . 52 (8): 629–645. Bibcode : 1990BVol ... 52..629K . DOI : 10.1007 / BF00301213 . S2CID 129106033 . 
  33. ^ Макбрайд; Гилмор, ред. (2007). Знакомство с Солнечной системой . Издательство Кембриджского университета . п. 392.
  34. ^ Schmincke 2003 , стр. 128.
  35. ^ a b "Потоки лавы" (PDF) . Департамент наук о Земле УМасса . Массачусетский университет в Амхерсте. 11 февраля 2004 г. с. 19 . Проверено 5 июня 2018 .
  36. ^ a b Schmincke 2003 , стр. 132-138.
  37. ^ Schmincke 2003 , стр. 143-144.
  38. ^ Schmincke 2003 , стр. 127-128.
  39. ^ Пинкертон, H .; Багдасаров, Н. (2004). «Переходные явления в везикулярных потоках лавы на основе лабораторных экспериментов с материалами-аналогами». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 132 (2–3): 115–136. Bibcode : 2004JVGR..132..115B . DOI : 10.1016 / s0377-0273 (03) 00341-х .
  40. ^ Schmincke 2003 , стр. 39-40.
  41. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 40.
  42. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 16.
  43. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 71.
  44. ^ Чэн, Чжилун; Ян, Цзянь; Чжоу, Ланг; Лю, Ян; Ван, Цюван (январь 2016 г.). «Характеристики сжигания древесного угля и его влияние на производительность агломерации железной руды». Прикладная энергия . 161 : 364–374. DOI : 10.1016 / j.apenergy.2015.09.095 .
  45. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 55-56.
  46. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 58-59.
  47. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 48.
  48. ^ Филпоттс & Ague , стр. 72.
  49. ^ a b Кемп, Джеймс Фурман (1918). Справочник горных пород для использования без микроскопа: с глоссарием названий горных пород и других литологических терминов . 5 . Нью-Йорк: Д. Ван Ностранд. С. 180, 240.
  50. ^ а б Даттон, CE (1883). «Гавайские вулканы». Годовой отчет Геологическая служба США . 4 (95): 240.
  51. ^ a b Schmincke 2003 , стр. 131-132.
  52. ^ Макдональд, Гордон А .; Abbott, Agatin T .; Петерсон, Фрэнк Л. (1983). Вулканы в море: геология Гавайев (2-е изд.). Гонолулу: Гавайский университет Press. п. 23. ISBN 0824808320.
  53. ^ a b МакГунис-Марк, Питер. «Радиолокационные исследования потоков лавы» . Вулканические особенности Гавайев и других миров . Лунно-планетный институт . Проверено 18 марта 2017 года .
  54. ^ Пинкертон, Гарри; Джеймс, Майк; Джонс, Алан (март 2002 г.). «Измерения температуры поверхности активных потоков лавы на вулкане Килауэа, Гавайи». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 113 (1–2): 159–176. Bibcode : 2002JVGR..113..159P . DOI : 10.1016 / S0377-0273 (01) 00257-8 .
  55. ^ Чиголини, Коррадо; Борджиа, Андреа; Казертано, Лоренцо (март 1984). «Внутрикратерная активность, лава аа-блока, вязкость и динамика потока: вулкан Ареналь, Коста-Рика». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 20 (1–2): 155–176. Bibcode : 1984JVGR ... 20..155C . DOI : 10.1016 / 0377-0273 (84) 90072-6 .
  56. ^ Гавайские словари, заархивированные 2012-12-28 в Archive.today
  57. ↑ Гавайские словари, заархивированные 18 сентября 2012 г., в Archive.today
  58. ^ "Галерея типов и процессов: потоки лавы" . Глобальная программа вулканизма . Смитсоновский институт . 2013 . Проверено 1 декабря 2015 года .
  59. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 53.
  60. ^ Льюис, СП (1914). «Происхождение подушечных лав» . Бюллетень Геологического общества Америки . 25 (1): 639. Bibcode : 1914GSAB ... 25..591L . DOI : 10.1130 / GSAB-25-591 .
  61. ^ Филпоттс & Ague 2009 , стр. 59-73.
  62. ^ Schmincke 2003 , стр. 147-148.
  63. ^ Schmincke 2003 , стр. 132, 286.
  64. ^ Schmincke 2003 , стр. 149-151.
  65. ↑ Macdonald, Abbott & Peterson, 1983 , стр. 26-17.
  66. ↑ Macdonald, Abbott & Peterson, 1983 , стр. 22-23.
  67. ^ Schmincke 2003 , стр. 132-138, 152-153.
  68. ^ Schmincke 2003 , стр. 132-134.
  69. ^ Macdonald, Abbott & Peterson 1983 , стр. 23,26-29.
  70. Перейти ↑ Macdonald, Abbott & Peterson 1983 , p. 27.
  71. ^ Аткинсон, А .; Гриффин, Т.Дж.; Стивенсон, П.Дж. (июнь 1975 г.). «Основная система лавовых трубок из вулкана Ундара, Северный Квинсленд». Бюллетень Volcanologique . 39 (2): 266–293. Bibcode : 1975BVol ... 39..266A . DOI : 10.1007 / BF02597832 . S2CID 129126355 . 
  72. ^ Schmincke 2003 , стр. 27.
  73. ^ а б Лев, Эйнат; Рупрехт, Филипп; Оппенгеймер, Клайв; Питерс, Ниал; Патрик, Мэтт; Эрнандес, Педро А .; Спампинато, Летиция; Марлоу, Джефф (сентябрь 2019 г.). «Глобальный синтез динамики лавовых озер». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 381 : 16–31. Bibcode : 2019JVGR..381 ... 16L . DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2019.04.010 .
  74. ^ Philpotts & Ague 2009 , стр. 61.
  75. ^ Burgi, P.-Y .; Дарра, штат TH; Tedesco, D .; Эймольд, В.К. (май 2014 г.). «Динамика лавового озера горы Ньирагонго: ДИНАМИКА ЛАВЫ ОЗЕРА НЬИРАГОНГО» . Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 119 (5): 4106–4122. DOI : 10.1002 / 2013JB010895 .
  76. ^ Босман, Алессандро; Казальборе, Даниэле; Романьоли, Клаудиа; Чиоччи, Франческо Латино (июль 2014 г.). «Формирование дельты лавы типа« а-а »: выводы из покадровой многолучевой батиметрии и прямых наблюдений во время извержения Стромболи 2007». Вестник вулканологии . 76 (7): 838. Bibcode : 2014BVol ... 76..838B . DOI : 10.1007 / s00445-014-0838-2 . S2CID 129797425 . 
  77. ^ a b Клеметти, Эрик (25 февраля 2013 г.). "Потрясающие лавовые фонтаны итальянской Этны" . Проводной . Wired.com . Проверено 8 декабря 2013 .
  78. ^ "ERTH15: Наиболее значительные извержения на горе Везувий" . Quakeinfo.ucsd.edu. Архивировано из оригинала на 2013-01-16 . Проверено 8 декабря 2013 .
  79. Перейти ↑ Macdonald, Abbott & Peterson 1983 , p. 9.
  80. ^ a b Потоки лавы и их влияние Геологическая служба США
  81. ^ Ньирагонго - Может ли это случиться здесь? Гавайская вулканическая обсерватория USGS
  82. ^ Sonstroem, Эрик (14 сентября 2010). "Вестманнаэйяр, город, который сражался с вулканом и победил" . indianapublicmedia.org . Общественные СМИ Индианы . Проверено 24 ноября 2017 года .
  83. ^ "Статья - Наша вулканическая история Глэдис Фландерс" . Vhca.info. 1959-11-15 . Проверено 8 декабря 2013 .
  84. ^ "Туристические достопримечательности провинции Албай, Филиппины" . Nscb.gov.ph. Архивировано из оригинала на 2016-09-21 . Проверено 8 декабря 2013 .
  85. ^ Bonaccorso, A .; и др., ред. (2004). Гора Этна: Лаборатория вулканов . Вашингтон, округ Колумбия: Американский геофизический союз (Геофизическая монография 143). п. 3. ISBN 978-0-87590-408-5.
  86. ^ "Глобальная программа вулканизма - Ньирагонго" . volcano.si.edu .
  87. ↑ Thomas, Pierre (23 июня 2008 г.). "Église et gendarmerie envahies mais non détruites par la coulée d'avril 1977 de Piton Sainte Rose, île de la Réunion" . Планета Терре (на французском). ENS de Lyon . Проверено 26 мая 2018 .
  88. ^ Bundschuh, J. и Альварадо, Г. Е (редакторы) (2007) Центральная Америка: геология, ресурсы и опасности , объем 1, стр. 56, Лондон, Тейлор и Фрэнсис

Внешние ссылки

  • «Лава»  . Британская энциклопедия . 16 (11-е изд.). 1911. С. 289–290.
  • USGS определение слова ʻAʻā
  • USGS определение Pāhoehoe
  • USGS определение Ropy Pāhoehoe
  • Вулканические рельефы Гавайев
  • Опасности USGS, связанные с потоками лавы
  • Обсерватория вулканов Гавайских островов, статья в информационном бюллетене Volcano Watch об извержениях Ньирагонго, 31 января 2002 г.
  • Видео с лавой от National Geographic, получено 23 августа 2007 г.