Stor encyklopædi om olie og gas. Lava bevægelse

Når vulkaner går i udbrud, flyder hot melt ud sten- magma. I luft falder trykket kraftigt, og magmaen koger - gasser forlader den.

Smelten begynder at køle af. Faktisk er det kun disse to egenskaber - temperatur og "kulsyre" - der adskiller lava fra magma. I løbet af et år løber 4 km³ lava ud over vores planet, hovedsageligt på bunden af havene. Ikke så meget, på land var der områder fyldt med et lavalag på 2 km tykt.

Lavaens begyndelsestemperatur er 700-1200°C og højere. Dusinvis af mineraler og sten er smeltet i den. De omfatter næsten alle kendte kemiske elementer, men mest af alt silicium, oxygen, magnesium, jern, aluminium.

Afhængig af temperatur og sammensætning kan lava være forskellige farver, viskositet og fluiditet. Varmt, det er skinnende lysegult og orange; afkøles, bliver den rød og derefter sort. Det sker, at blå lys af brændende svovl løber over lavastrømmen. Og en af vulkanerne i Tanzania bryder ud med sort lava, som, når den fryses, bliver som kridt – hvidlig, blød og skør.

Strømmen af tyktflydende lava er langsom og flyder knap (et par centimeter eller meter i timen). Undervejs dannes der hærdningsblokke i den. De bremser trafikken endnu mere. Denne slags lava størkner i høje. Men fraværet af siliciumdioxid (kvarts) i lava gør det meget flydende. Det dækker hurtigt store marker, danner lavasøer, floder med en flad overflade og endda "lavafald" på klipper. Der er få porer i sådan lava, da gasbobler let forlader den.

Hvad sker der, når lava afkøles?

Når lavaen afkøles, begynder de smeltede mineraler at danne krystaller. Resultatet er en masse komprimerede korn af kvarts, glimmer og andre. De kan være store (granit) eller små (basalt). Hvis afkølingen forløber meget hurtigt, opnås en homogen masse, der ligner sort eller mørkegrønligt glas (obsidian).

Gasbobler efterlader ofte mange små hulrum i tyktflydende lava; Sådan dannes pimpsten. Forskellige lag af kølende lava strømmer ned ad skråningerne med ved forskellige hastigheder. Derfor dannes der lange, brede hulrum inde i strømmen. Længden af sådanne tunneler når nogle gange 15 km.

Langsomt afkølende lava danner en hård skorpe på overfladen. Det bremser straks afkølingen af massen, der ligger nedenunder, og lavaen fortsætter med at bevæge sig. Generelt afhænger afkøling af lavaens massivitet, indledende opvarmning og sammensætning. Der er kendte tilfælde, hvor lava, selv efter flere år (!), stadig fortsatte med at krybe og antændte grene, der stak ind i den. To massive lavastrømme i Island forblev varme århundreder efter udbruddet.

Lava fra undervandsvulkaner hærder normalt i form af massive "puder". På grund af hurtig afkøling dannes der meget hurtigt en stærk skorpe på deres overflade, og nogle gange sprænger gasser dem indefra. Fragmenterne spredes over en afstand på flere meter.

Hvorfor er lava farlig for mennesker?

Den største fare ved lava er dens høj temperatur. Det brænder bogstaveligt talt levende væsener og bygninger undervejs. Levende ting dør uden selv at komme i kontakt med det, af den varme, som det udstråler. Det er sandt, at høj viskositet hæmmer flowhastigheden, hvilket giver folk mulighed for at undslippe og bevare værdigenstande.

Men flydende lava... Den bevæger sig hurtigt og kan afskære vejen til frelse. I 1977, under natteudbruddet af Mount Nyiragongo i Centralafrika. Eksplosionen splittede kratervæggen, og lava fossede ud i en bred strøm. Meget flydende stormede den med en hastighed på 17 meter i sekundet (!) og ødelagde flere sovende landsbyer med hundredvis af indbyggere.

Lavaens skadelige virkning forværres af det faktum, at den ofte bærer skyer af giftige gasser frigivet fra den, et tykt lag af aske og sten. Det var denne form for strøm, der ødelagde de gamle romerske byer Pompeji og Herculaneum. Et møde mellem varm lava og en vandmasse kan resultere i en katastrofe - den øjeblikkelige fordampning af en vandmasse forårsager en eksplosion.

Der dannes dybe sprækker og huller i strømmene, så du skal gå forsigtigt på kold lava. Især hvis det er glasagtigt - skarpe kanter og snavs gør smertefuldt ondt. Fragmenter af kølende undervands-"puder" beskrevet ovenfor kan også skade alt for nysgerrige dykkere.

Navnet "vulkan" går tilbage til navnet på den gamle romerske guddom Vulcan, protektor for ild og smedearbejde. Ifølge legenden var det på Etna-bjerget, som stadig er aktivt og med jævne mellemrum er i udbrud, at hans værksted lå. En anden interessant legende forklarer vulkanens opvågning af en kæmpe, der forsøger at slippe fri fra fangenskab under bjerget, hvilket fører til et udbrud. I virkeligheden er alt ikke så bizart, men ikke mindre interessant og måske lige så uhyggeligt som tanken om, at en krigerisk kæmpe kunne leve under en vulkan.

Fra geografitimerne på skolen husker alle det under overfladen jordens overflade, kaldet skorpen, er et lag af smeltet, utrolig varm sten - kappen. Når i jordskorpen der opstår revner, magmatiske bjergarter fra de øverste lag af kappen, som var under et enormt pres, suser udad, som en mytisk kæmpe, og baner sig vej gennem den resulterende forkastning. Allerede på overfladen er magma opdelt i:

lava - hvis temperatur varierer fra 500 til 1200 grader Celsius
aske

Da hovedårsagen til fremkomsten af magmatiske bjergarter til overfladen er dannelsen af revner i øverste lag lithosfæren på grund af skiftet af tektoniske plader, er det ikke overraskende, at flertal aktive vulkaner ligger i den såkaldte Pacific Ring of Fire-zone, som er en slags "dårligt syet søm" mellem kontinentalplader. De resterende aktive vulkaner rundt om i verden er i øjeblikket Der er omkring 500, i langt de fleste tilfælde er de begrænset til andre forkastningszoner i jordskorpen.

Udbrudsproces

Vulkanens struktur er ret enkel, og dens udbrud er blottet for enhver mystik, idet den kun er en konsekvens af vores planets indre processer. Kanalen, hvorigennem varm magma slipper ud fra jordens centrum, kaldes vulkankrater. Det er forbundet med et magmakammer – et underjordisk reservoir, der, som navnet antyder, er fyldt med magma. Under udbrudsprocessen begynder der at dannes en slags vulkansk "krop" omkring udluftningen, oftest i form af en kegle. Den består af lava, aske og sten. På toppen, hvor magmaen endelig finder vej ud, er der et krater, i de fleste tilfælde formet som en tragt eller blot en fordybning. Nogle gange opstår der revner og sidekratere på vulkanskråningerne, hvorigennem magma også kan undslippe.

Et vulkanudbrud opstår, når trykket i magmakammeret bliver for stort, og de gasser, der mætter magmaet, begynder hurtigt at stige til toppen, og bogstaveligt talt skubber det ud. Denne proces minder lidt om at ryste en flaske sodavand - hvis proppen i nakken ikke holder godt, så slår gasser under højt tryk proppen ud og "trækker" vand ud af flasken.

Klassificering af vulkaner

Klassificering efter aktivitet

Vulkaner selv er klassificeret efter flere kriterier, hvoraf det vigtigste er graden af deres vulkanske aktivitet, fordi dette afgør, om en vulkan er potentielt farlig eller ej. Så i henhold til graden af aktivitet er de kun opdelt i tre typer - aktive, sovende og uddøde.

Aktiv disse vulkaner anses for, hvis udbrud der er menneskelige beviser. Disse udbrud kunne have fundet sted for ti, hundrede, tusind eller fem tusinde år siden, men da vulkanens aktivitetsperiode er ret lang (i nogle tilfælde kan den nå flere millioner år), klassificeres de normalt som aktive.

Sovende Det er vulkaner, der ikke har været i udbrud i lang tid og måske aldrig går i udbrud igen, men der er altid sådan en chance for dem.

Muligheden for, at en uddød vulkan går i udbrud, har en tendens til nul. Men på samme tid er der tilfælde, hvor en vulkan, der tidligere blev betragtet som uddød, vågnede op og bragte en masse problemer.

Men blandt forskere er der ingen konsensus om denne klassificering, ligesom der ikke er nogen måde at 100% pålideligt bestemme graden af vulkanens aktivitet.

Klassificering efter type

Følgende metode til at klassificere vulkaner opdeler dem i to hovedtyper - lineære og centrale.

Lineære vulkaner er lange sprækker, hvorfra væske strømmer. basalt magma, der danner rigtige lavafelter omkring vulkanen. For eksempel blev relieffet af Island dannet på denne måde.

Centrale vulkaner er oftest nøjagtig de samme kegleformede højder, som vores fantasi afbilder for os, når vi hører ordet "vulkan".

Uanset om vulkaner er lineære eller centrale, klassificeres de normalt efter deres form, hvilket hovedsageligt afhænger af sammensætningen af den magma, de bryder ud.

Skjoldvulkaner opstår som et resultat af flere udbrud af flydende basaltisk magma, som spreder sig i alle retninger i mange kilometer og danner en slags skjold, som giver dem deres navn.
Stratovulkaner består af vekslende lag af tyk, hurtigt hærdende lava og pyroklastisk materiale (en blanding af varm gas, sten og aske). Disse er de fleste høje vulkaner og måske den farligste, da magmaens høje viskositet får krateret til at tilstoppe, hvilket resulterer i kraftige og ødelæggende eksplosioner.
Cinder kegler er den mest almindelige type vulkan på land. De er dannet som et resultat af ophobning af porøse slaggeklipper omkring krateret i en vulkan. Oftest overstiger deres højde ikke flere hundrede meter.

Selvfølgelig sker det, at en eller anden vulkan ikke kan klassificeres som en en bestemt type. I dette tilfælde kaldes det kompleks (sammensat).

Alle disse klassifikationer gør det muligt at forstå, hvad et sådant fænomen som vulkanisme i virkeligheden er, hvad folk kan forvente af disse brændende kæmper, og hvordan de kan lære at sameksistere med dem. På grund af ekstrem fare vulkanudbrud Et sådant videnskabsområde som vulkanologi er meget vigtigt for menneskehedens sikkerhed. Samtidig studeres vulkaner ikke kun for at forudsige deres udbrud, men også for at lære mere om vores planet, dens oprindelse, interne processer, mysterier om livets fremkomst og udvikling. Det antages, at det engang var vulkansk aktivitet, der gjorde det muligt for liv at opstå på Jorden. Og hvis dette virkelig er tilfældet, hvem ved så hvilke andre hemmeligheder vulkaner gemmer på.

Husker du Karl Bryullovs maleri "The Last Day of Pompeii"? En kæmpe sky af vulkansk støv og aske dækker byen. Lavaen sniger sig hurtigt ind og fortærer hus efter hus. Folk er i panik og forsøger at forlade den døende by. De råber om hjælp, men guderne hører dem ikke. Den Almægtiges vrede faldt over syndere, og Pompeji, en velstående, rig by, forsvandt fra jordens overflade.

Vulkanen vågnede pludselig inden det var helt roligt. Dens skråninger har længe været bevokset med tætte skove. Mennesker og dyr levede godt i nærheden af denne kæmpe. Legender advarede om vulkanens vrede. Men hvem tror på myterne? De første mennesker, der byggede byen ved foden af Vesuv, var ingen undtagelse.

Vulkanen advarede dem om den forestående katastrofe og rystede fra tid til anden væggene i deres hjem. Men folk er skødesløse og håber altid på noget. Efter et lille jordskælv, hvis rystelser fortsatte i en uge, var der en kraftig eksplosion. Et udbrud begyndte, kogende magma styrtede ud. Først blev byen dækket af et tykt lag aske, og derefter flød lava gennem dens gader.

Hvad er lava? Dette er magma, hvorfra gasser undslap under et udbrud. Det vil sige, lava er magma, der har ændret sine egenskaber. Dette ord på latin betyder sammenbrud eller fald. Ja, faktisk er lava faldet af indholdet af en vulkan fra en højde. Vulkanologiske videnskabsmænd kemisk sammensætning definere tre typer lava.

Den mest almindelige type er basaltisk lava. Oceaniske skjoldvulkaner bryder ud fra kappen en "helvedes blanding", hvoraf halvdelen består af siliciumdioxid. Og den anden halvdel er oxid af aluminium, jern, magnesium og andre metaller. Et rigtigt kemisk laboratorium, gemt i kappen, forbereder denne blanding til at sprøjte den på jordens overflade. Basaltisk lava er altid lys i farven. Nogle gange gul, nogle gange gul-rød. Det er flydende, så det flyder altid hurtigt. Gennemsnitlig hastighed bevægelse - 2 meter i sekundet. Derudover er temperaturen den højeste - mindst 1200 grader. Du kan ikke løbe væk fra dette, og du kan ikke blive frelst!

Siliciumlava findes primært i Stillehavets Ring of Fire. Den er så tyk og tyktflydende, at den nogle gange under et udbrud tilstopper vulkanmundingen og ikke vælter ud. For at være retfærdig skal det siges, at nogle gange akkumulerer det så meget, at vulkanen tager en dyb indånding og kaster den ud af sig selv. Normalt sker der en kraftig eksplosion, og lavaen glider langsomt og modvilligt ned ad vulkanens skråning. Hastigheden er latterlig - fra 2 til 5 meter om dagen.

Denne type lava kaldes kiselholdig lava, fordi den normalt indeholder siliciumdioxid eller silica. Desuden i sådan en ufattelig mængde - fra 55 til 65%. Det er denne type, der danner sort vulkansk glas, når det hærdes. Og selve lavaen er normalt sort og rød. På afstand er hun meget smuk, men tæt på er hun selvfølgelig farlig. Hvorfor? Eksperter joker, når de siger, at denne type lava er "kold". Denne næsten "is" varmer op til kun 500 (!) grader.

Og videnskabsmænd klassificerer en anden type som kold. Dette er karbonat lava, som også har en temperatur på 500 - 600 grader. Den indeholder lige dele natrium- og kaliumcarbonater. Den er meget flydende, så den suser også ned ad pisterne med stor fart. Den truer i øvrigt kun ét sted på Jorden, fordi den vælter ud fra Oldoinyo-vulkanen - Lengai i Tanzania.

Den karbonat lava, der flyder langs skråningerne har mørk farve, men når det hærder, lysner det, bliver blødt og endda skørt. Det opløses let i vand. Lokale healere forbereder forskellige potions baseret på det. Og de siger, at de har ret succes med at helbrede dem, der lider.

Efter et udbrud ændrer alle typer lava radikalt udseendet af vulkanen og dens omgivelser. Kæmpe bjergplateauer dukker op. Nogle gange hærder lavaen og danner et bizart, næsten kosmisk landskab. Al vegetation brænder. Men meget snart vender livet tilbage til asken. Først bringer vinden plantefrø. Og et år senere begynder de første grønne skud at dukke op.

Efter 5 - 10 år minder intet om udbruddet tværtimod, skråningerne bliver til et paradis. Her frodige grønne områder træer, masser af vildt og vand. Folk, bedraget af en stille sovende vulkan, bygger huse og opdrager børn. Og dette fredfyldte billede glæder hjertet. Men den ene dag vil alt ske igen, og den næste vil Pompeji blive offer for lava.

» Lavabevægelse

Hastigheden af lavabevægelsen varierer afhængigt af dens tæthed og hældningen af terrænet, hvor den gør sin vej. Relativt små lavastrømme, der flyder ned ad stejle skråninger, bevæger sig ekstremt hurtigt fremad; en strøm, der blev udstødt af Vesuv den 12. august 1805, styrtede langs keglens stejle skråninger med forbløffende hastighed og kørte i løbet af de første fire minutter 5 ½ km, og i 1631 nåede endnu en strøm af samme vulkan havet inden for en time, dvs. gik 8 km på dette tidspunkt. Særligt flydende lavaer produceres af åbne basaltiske vulkaner på øen Hawaii; de er så mobile, at de danner ægte lavafald på klipperne og kan bevæge sig med jordens mindste hældning, selv i bjergene. Det er gentagne gange blevet observeret, hvordan disse lavaer passerede 10-20 og endda 30 km i timen. Men en sådan bevægelseshastighed hører under alle omstændigheder til antallet af undtagelser; selv den lava, som Scrope observerede i 1822, og som nåede at stige ned fra kanten af Vesuvs krater til foden af keglen inden for 15 minutter, er langt fra almindelig. På Etna betragtes lavabevægelsen som hurtig, hvis den sker med en hastighed på 1 km på 2-3 timer. Normalt bevæger lava sig endnu langsommere og bevæger sig i nogle tilfælde kun 1 m i timen.

Lava, der flyder ud af vulkanen i smeltet tilstand, har en hvidglødende glans og inde i krateret bevarer den i lang tid: Dette kan tydeligt ses, hvor de dybe dele af strømmen er blotlagt takket være revner. Uden for krateret afkøles lavaen hurtigt, og strømmen dækkes hurtigt af en hård skorpe bestående af en mørk askemasse; i løbet af kort tid bliver den så stærk, at en person roligt kan gå på den; nogle gange langs en sådan skorpe, der dækker en stadig bevægende strøm, kan du klatre til det sted, hvor lavaen strømmer ud. Den faste slaggeskorpe danner noget som et rør, inden i hvilket den flydende masse bevæger sig. Forreste ende lavastrøm også dækket med sort hård bark; med yderligere bevægelse presser lavaen denne skorpe til jorden og flyder videre langs den og bliver foran dækket af en ny slaggeskal. Dette fænomen opstår ikke kun, når lavaen bevæger sig meget hurtigt; i andre tilfælde dannes ved dumpning og flytning af slagger et lag af størknet lava, langs hvilket strømmen bevæger sig. Sidstnævnte præsenterer et sjældent syn: den forreste del af den sammenlignes af Pulet Scrope med en enorm bunke kul, som under påvirkning af et vist tryk bagfra stables oven på hinanden. Dens bevægelse er ledsaget af en støj, der ligner ringen af spildende metal; denne støj opstår på grund af friktionen af individuelle lavaklumper, deres fragmentering og sammentrækning.

Den hårde skorpe af en lavastrøm har normalt ikke en flad overflade; den er dækket af mange revner, gennem hvilke flydende lava undertiden strømmer; blokke dannet som følge af fragmentering af det oprindelige dæksel kolliderer med hinanden, ligesom isflager under isdrift. Det er svært at forestille sig et vildere og mere dystert billede end det, som den ydre overflade af en blokeret lavastrøm præsenterer os. Endnu mere ejendommelige er formerne for den såkaldte bølgede lava, som iagttages sjældnere, men er velkendt af enhver besøgende på Vesuv. Vejen fra Rezina til observatoriet blev lagt over en sådan lava i en betydelig afstand; sidstnævnte blev smidt ud af Vesuv i 1855. Dækket af sådanne strømme er ikke brudt i stykker, men repræsenterer en kontinuerlig masse, hvis ujævne overflade ejendommeligt udseende ligner intestinale plexuser.

» » Afkøling af lava

Den tid, det tager for lava at afkøle, kan ikke bestemmes præcist: afhængigt af strømmens kraft, lavaens struktur og graden af initial varme varierer den meget. I nogle tilfælde hærder lava ekstremt hurtigt; for eksempel frøs en af Vesuv-strømmene i 1832 på to måneder. I andre tilfælde er lavaer i bevægelse i op til to år; ofte, efter flere år, forbliver temperaturen af lavaen ekstremt høj: et stykke træ, der er stukket ind i det, brænder øjeblikkeligt. Dette var for eksempel Vesuvs lava i 1876, fire år efter udbruddet; i 1878 var det allerede afkølet.

Nogle vandløb danner fumaroler over mange år. Ved Jorullo, i Mexico, observerede Humboldt en temperatur på 54° i kilderne, der passerede gennem lavaen, der væltede ud for 46 år siden. Strømme af betydelig kraft fryser endnu længere. Skaptar-jokul på Island i 1783 identificerede to lavastrømme, hvis volumen oversteg Motzblancs; Det er ikke overraskende, at en så kraftig masse størknede gradvist i løbet af omkring et århundrede.

Vi har set, at lavastrømme hurtigt størkner fra overfladen og er dækket af en hård skorpe, hvori den flydende masse bevæger sig, som i et rør. Hvis mængden af frigivet lava efter dette falder, vil et sådant rør ikke være helt fyldt med det: det øvre låg vil gradvist synke, stærkere i midten og mindre ved kanterne; I stedet for den sædvanlige konvekse overflade, som er repræsenteret af enhver tyk flydende masse, får du en konkav overflade i form af en rende. Den hårde skorpe, der dækker åen, synker dog ikke altid: hvis den er kraftig og stærk nok, vil den modstå sin egen vægt; i sådanne tilfælde dannes hulrum inde i den frosne strøm; uden tvivl er det sådan, Islands berømte grotter opstod. Den mest berømte blandt dem er Surtshellir (“Sort Hule”) nær Kalmanstung, beliggende blandt en enorm lavamark; dens længde er 1600 m, bredde 16-18 m og højde 11 - 12 m. Den består af en hovedsal med et antal sidekamre. Grottens vægge er dækket af glasagtige skinnende formationer, pragtfulde lava-stalaktitter stiger ned fra loftet; Lange striber er synlige på siderne - spor af en bevægende brændende flydende masse. Mange lavastrømme på øen Hawaii gennemskæres af lange grotter, som tunneler: nogle steder er disse grotter meget smalle, nogle gange udvider de sig op til 20 m og danner store høje sale dekoreret med drypsten; de strækker sig nogle gange i mange kilometer og snoer sig og følger alle retninger af lavastrømmen. Lignende tunneler er også blevet beskrevet på de vulkanske øer Bourbon (Reunion) og Amsterdam.