Stort leksikon om olje og gass. Lava bevegelse

Når vulkaner bryter ut, renner varm smelte ut steiner– magma. I luft faller trykket kraftig, og magmaen koker - gasser forlater den.

Smeltet begynner å avkjøles. Faktisk er det bare disse to egenskapene - temperatur og "karbonering" - som skiller lava fra magma. I løpet av et år renner 4 km³ lava ut over planeten vår, hovedsakelig på bunnen av havene. Ikke så mye, på land var det regioner fylt med et lavalag 2 km tykt.

Starttemperaturen til lavaen er 700–1200 °C og høyere. Dusinvis av mineraler og bergarter er smeltet i den. De inkluderer nesten alle kjente kjemiske elementer, men mest av alt silisium, oksygen, magnesium, jern, aluminium.

Avhengig av temperatur og sammensetning kan lava være annen farge, viskositet og fluiditet. Varmt, det er skinnende knallgult og oransje; kjøles ned, blir den rød og deretter svart. Det hender at blålys av brennende svovel løper over lavastrømmen. Og en av vulkanene i Tanzania bryter ut svart lava, som når den er frossen blir som kritt - hvitaktig, myk og sprø.

Strømmen av tyktflytende lava er langsom og flyter knapt (noen få centimeter eller meter i timen). Underveis dannes det herdeblokker i den. De bremser trafikken enda mer. Denne typen lava størkner i hauger. Men fraværet av silisiumdioksid (kvarts) i lava gjør den veldig flytende. Den dekker raskt store felt, danner lavasjøer, elver med flat overflate, og til og med "lavafall" på klipper. Det er få porer i slik lava, siden gassbobler lett forlater den.

Hva skjer når lavaen avkjøles?

Når lavaen avkjøles, begynner de smeltede mineralene å danne krystaller. Resultatet er en masse komprimerte korn av kvarts, glimmer og andre. De kan være store (granitt) eller små (basalt). Hvis avkjølingen går veldig raskt, oppnås en homogen masse, lik svart eller mørkegrønnaktig glass (obsidian).

Gassbobler etterlater ofte mange små hulrom i tyktflytende lava; Slik dannes pimpstein. Ulike lag med avkjølende lava strømmer ned bakkene med i forskjellige hastigheter. Derfor dannes det lange, brede hulrom inne i strømmen. Lengden på slike tunneler når noen ganger 15 km.

Langsomt avkjølende lava danner en hard skorpe på overflaten. Det bremser umiddelbart nedkjølingen av massen som ligger under, og lavaen fortsetter å bevege seg. Generelt avhenger avkjøling av lavaens massivitet, innledende oppvarming og sammensetning. Det er kjente tilfeller der lavaen, selv etter flere år (!), fortsatte å krype og antente grener stakk inn i den. To massive lavastrømmer på Island holdt seg varme århundrer etter utbruddet.

Lava fra undervannsvulkaner stivner vanligvis i form av massive "puter". På grunn av rask avkjøling dannes det veldig raskt en sterk skorpe på overflaten deres, og noen ganger bryter gasser dem fra innsiden. Fragmentene spres over en avstand på flere meter.

Hvorfor er lava farlig for mennesker?

Den største faren for lava er dens varme. Det brenner bokstavelig talt levende vesener og bygninger underveis. Levende ting dør uten engang å komme i kontakt med det, av varmen som det stråler ut med. Riktignok hemmer høy viskositet strømningshastigheten, slik at folk kan rømme og bevare verdisaker.

Men flytende lava... Den beveger seg raskt og kan avskjære veien til frelse. I 1977, under natteutbruddet av Mount Nyiragongo i Sentral-Afrika. Eksplosjonen delte kraterveggen, og lava fosset ut i en bred bekk. Veldig flytende, det suste med en hastighet på 17 meter i sekundet (!) og ødela flere sovende landsbyer med hundrevis av innbyggere.

Den skadelige effekten av lava forverres av det faktum at den ofte bærer skyer av giftige gasser frigjort fra den, et tykt lag med aske og steiner. Det var denne typen strømning som ødela de gamle romerske byene Pompeii og Herculaneum. Et møte mellom varm lava og en vannmasse kan resultere i en katastrofe - den øyeblikkelige fordampningen av en vannmasse forårsaker en eksplosjon.

Det dannes dype sprekker og hull i strømmene, så du må gå forsiktig på kald lava. Spesielt hvis det er glassaktig - skarpe kanter og rusk gjør vondt. Fragmenter av avkjølende undervanns-"puter" beskrevet ovenfor kan også skade altfor nysgjerrige dykkere.

Navnet "vulkan" går tilbake til navnet på den gamle romerske guddommen Vulcan, beskytteren for ild og smedarbeid. Ifølge legenden var det på Etna, som fortsatt er aktivt og med jevne mellomrom bryter ut, at verkstedet hans lå. En annen interessant legende forklarer oppvåkningen av vulkanen av en gigant som prøver å komme seg løs fra fangenskapet under fjellet, noe som fører til et utbrudd. I virkeligheten er ikke alt så bisarrt, men ikke mindre interessant og kanskje like skummelt som ideen om at en krigersk kjempe kunne leve under en vulkan.

Fra geografitimene på skolen husker alle det under overflaten jordens overflate, kalt skorpen, er et lag av smeltet, utrolig varm stein - mantelen. Når du er inne jordskorpen sprekker oppstår, magmatiske bergarter fra de øvre lagene av mantelen, som var under enormt trykk, suser utover, som en mytisk kjempe, og tar seg vei gjennom den resulterende sprekken. Allerede på overflaten er magma delt inn i:

lava - temperaturen som varierer fra 500 til 1200 grader Celsius
aske

Siden hovedårsaken til at magmatiske bergarter når overflaten er dannelsen av sprekker i øverste lag litosfæren på grunn av forskyvningen av tektoniske plater, er det ikke overraskende at flertall aktive vulkaner ligger i den såkalte Pacific Ring of Fire-sonen, som er en slags "dårlig sammensydd søm" mellom kontinentalplater. De gjenværende aktive vulkanene rundt om i verden er dette øyeblikket Det er rundt 500, i de aller fleste tilfeller er de begrenset til andre forkastningssoner i jordskorpen.

Utbruddsprosess

Strukturen til vulkanen er ganske enkel, og utbruddet er blottet for mystikk, og er bare en konsekvens av de interne prosessene på planeten vår. Kanalen som varm magma slipper ut fra jordens sentrum kalles vulkankrater. Den er koblet til et magmakammer – et underjordisk reservoar som, som navnet antyder, er fylt med magma. Under utbruddsprosessen begynner en slags vulkansk "kropp" å dannes rundt ventilen, oftest i form av en kjegle. Den består av lava, aske og steiner. På toppen, der magmaen endelig finner veien ut, er det et krater, i de fleste tilfeller formet som en trakt eller bare en fordypning. Noen ganger oppstår sprekker og sidekratere i skråningene til vulkaner, som også kan unnslippe magma.

Et vulkanutbrudd oppstår når trykket i magmakammeret blir for stort, og gassene som metter magmaet begynner å raskt stige til toppen, og bokstavelig talt skyver det ut. Denne prosessen minner litt om å riste en flaske brus - hvis korken i nakken ikke holder godt, slår gasser under høyt trykk ut korken og "trekker" vann ut av flasken.

Klassifisering av vulkaner

Klassifisering etter aktivitet

Vulkaner i seg selv er klassifisert etter flere kriterier, hvorav det viktigste er graden av deres vulkanske aktivitet, fordi dette avgjør om en vulkan er potensielt farlig eller ikke. Så, i henhold til graden av aktivitet, er de delt inn i bare tre typer - aktive, sovende og utdødde.

Aktiv disse vulkanene regnes hvis utbrudd det er menneskelig bevis på. Disse utbruddene kunne ha skjedd for ti, ett hundre, tusen eller fem tusen år siden, men siden aktivitetsperioden til vulkanen er ganske lang (i noen tilfeller kan den nå flere millioner år), er de vanligvis klassifisert som aktive.

Sover De kalles vulkaner som ikke har hatt utbrudd på lenge og kanskje aldri får utbrudd igjen, men for dem er det alltid en slik sjanse.

Muligheten for en utdødd vulkan har en tendens til null. Men samtidig er det tilfeller der en vulkan, som tidligere ble ansett som utdødd, våknet og brakte mange problemer.

Blant forskere er det imidlertid ingen konsensus om denne klassifiseringen, akkurat som det ikke er noen måte å 100% pålitelig bestemme graden av aktiviteten til vulkanen.

Klassifisering etter type

Følgende metode for å klassifisere vulkaner deler dem inn i to hovedtyper - lineære og sentrale.

Lineære vulkaner er lange sprekker som væske strømmer fra. basalt magma som danner ekte lavafelt rundt vulkanen. For eksempel ble relieffet av Island dannet på denne måten.

Sentrale vulkaner er som oftest nøyaktig de samme kjegleformede høydene som fantasien viser for oss når vi hører ordet "vulkan."

Uavhengig av om vulkaner er lineære eller sentrale, klassifiseres de vanligvis etter formen, som hovedsakelig avhenger av sammensetningen av magmaen de bryter ut.

Skjoldvulkaner vises som et resultat av flere utbrudd av flytende basaltisk magma, som sprer seg i alle retninger i mange kilometer, og danner et slags skjold som gir dem navnet.
Stratovulkaner består av vekslende lag med tykk, raskt herdende lava og pyroklastisk materiale (en blanding av varm gass, steiner og aske). Disse er de fleste høye vulkaner og kanskje den farligste, siden den høye viskositeten til magmaet får krateret til å tette seg, noe som resulterer i kraftige og destruktive eksplosjoner.
Cinder-kjegler er den vanligste typen vulkan på land. De dannes som et resultat av akkumulering av porøse slaggbergarter rundt krateret til en vulkan. Oftest overstiger ikke høyden flere hundre meter.

Selvfølgelig hender det at en eller annen vulkan ikke kan klassifiseres som en en bestemt type. I dette tilfellet kalles det kompleks (sammensatt).

Alle disse klassifiseringene gjør det mulig å forstå hva et slikt fenomen som vulkanisme faktisk er, hva folk kan forvente av disse brennende gigantene og hvordan de kan lære å sameksistere med dem. På grunn av ekstrem fare vulkanutbrudd Et slikt vitenskapsfelt som vulkanologi er svært viktig for menneskehetens sikkerhet. Samtidig studeres vulkaner ikke bare for å forutsi deres utbrudd, men også for å lære mer om planeten vår, dens opprinnelse, interne prosesser, mysteriene om livets fremvekst og utvikling. Det antas at det en gang i tiden var vulkansk aktivitet som gjorde det mulig for liv å oppstå på jorden. Og hvis dette virkelig er tilfelle, hvem vet hvilke andre hemmeligheter vulkaner skjuler.

Husker du Karl Bryullovs maleri "The Last Day of Pompeii"? En gigantisk sky av vulkansk støv og aske dekker byen. Lavaen kommer raskt snikende og sluker hus etter hus. Folk er i panikk og prøver å forlate den døende byen. De roper om hjelp, men gudene hører dem ikke. Den Allmektiges vrede falt på syndere, og Pompeii, en velstående, rik by, forsvant fra jordens overflate.

Vulkanen våknet plutselig før det var helt rolig. Skråningene har lenge vært bevokst med tett skog. Mennesker og dyr levde godt i nærheten av denne kjempen. Legender advarte om vulkanens vrede. Men hvem tror på mytene? De første menneskene som bygde byen ved foten av Vesuv var intet unntak.

Vulkanen advarte dem om den forestående katastrofen, og rystet veggene i hjemmene deres fra tid til annen. Men folk er uforsiktige og håper alltid på noe. Etter et lite jordskjelv, hvis rystelser fortsatte i en uke, var det en kraftig eksplosjon. Et utbrudd begynte, kokende magma strømmet ut. Først ble byen dekket med et tykt lag med aske, og deretter strømmet lava gjennom gatene.

Hva er lava? Dette er magma som gasser slapp ut fra under et utbrudd. Det vil si at lava er magma som har endret sine egenskaper. Dette ordet på latin betyr kollaps eller fall. Ja, faktisk er lava fallet av innholdet i en vulkan fra en høyde. Vulkanologiske forskere kjemisk oppbygning definere tre typer lava.

Den vanligste typen er basaltisk lava. Oceaniske skjoldvulkaner bryter ut fra mantelen, en "helvetes blanding", hvorav halvparten består av silisiumdioksid. Og den andre halvdelen er oksid av aluminium, jern, magnesium og andre metaller. Et ekte kjemisk laboratorium, gjemt i mantelen, forbereder denne blandingen til å sprute den på jordoverflaten. Basaltisk lava er alltid lys i fargen. Noen ganger gul, noen ganger gul-rød. Det er flytende, så det renner alltid raskt. gjennomsnittshastighet bevegelse - 2 meter per sekund. I tillegg er temperaturen ekstremt høy – minst 1200 grader. Du kan ikke flykte fra dette, og du kan ikke bli frelst!

Silisiumlava finnes først og fremst i Stillehavsringen. Den er så tykk og tyktflytende at den noen ganger under et utbrudd tetter til munningen av vulkanen og ikke renner ut. For å være rettferdig skal det sies at det noen ganger samler seg så mye at vulkanen, trekker pusten dypt, kaster den ut av seg selv. Vanligvis er det en kraftig eksplosjon, og lavaen, sakte og motvillig, glir ned skråningen til vulkanen. Hastigheten er latterlig - fra 2 til 5 meter per dag.

Denne typen lava kalles silisiumholdig lava fordi den vanligvis inneholder silisiumdioksyd eller silisiumdioksyd. Dessuten, i et så ufattelig beløp - fra 55 til 65%. Det er denne typen som danner svart vulkansk glass når det er herdet. Og selve lavaen er vanligvis svart og rød. På avstand er hun veldig vakker, men på nært hold er hun selvfølgelig farlig. Hvorfor? Eksperter fleiper når de sier at denne typen lava er "kald". Denne nesten "isen" varmer opp til bare 500 (!) grader.

Og forskere klassifiserer en annen type som kald. Dette er karbonatlava, som også har en temperatur på 500 - 600 grader. Den inneholder like mengder natrium- og kaliumkarbonater. Den er veldig flytende, så den suser også nedover bakkene i stor fart. Den truer forresten bare ett sted på jorden, fordi den renner ut fra Oldoinyo-vulkanen - Lengai i Tanzania.

Karbonatlavaen som strømmer langs bakkene har mørk farge, men når det stivner, lysner det, blir mykt og til og med sprøtt. Det løses lett opp i vann. Lokale healere tilbereder forskjellige drikker basert på det. Og de sier at de er ganske lykkes med å helbrede de som lider.

Etter et utbrudd endrer alle typer lava radikalt utseendet til vulkanen og dens omgivelser. Enorme fjellplatåer dukker opp. Noen ganger stivner lavaen, og danner et bisarrt, nesten kosmisk landskap. All vegetasjon brenner. Men veldig snart går livet tilbake i asken. Først bringer vinden plantefrø. Og et år senere begynner de første grønne skuddene å dukke opp.

Etter 5 - 10 år minner ingenting om utbruddet, bakkene blir til et paradis. Her frodige grøntområder trær, mye vilt og vann. Folk, lurt av en stille sovende vulkan, bygger hus og oppdrar barn. Og dette fredelige bildet gleder hjertet. Men en dag vil alt skje igjen, og den neste vil Pompeii bli offer for lava.

» Lavabevegelse

Hastigheten på lavabevegelsen varierer avhengig av dens tetthet og helningen på terrenget der den tar veien. Relativt små lavastrømmer som renner ned bratte skråninger beveger seg ekstremt raskt fremover; en bekk som ble kastet ut av Vesuv 12. august 1805, raste langs de bratte skråningene av kjeglen med forbløffende hastighet og gjorde i løpet av de første fire minuttene 5 ½ km, og i 1631 nådde en annen bekk av den samme vulkanen havet i løpet av en time, dvs. gikk 8 km på denne tiden. Spesielt flytende lavaer produseres av åpne basaltiske vulkaner på øya Hawaii; de er så mobile at de danner ekte lavafall på klippene og kan bevege seg med den minste skråning av jorda, selv i fjellet. Det er gjentatte ganger observert hvordan disse lavaene passerte 10-20 og til og med 30 km i timen. Men slik bevegelseshastighet hører i alle fall til antallet unntak; selv lavaen som Scrope observerte i 1822 og som klarte å stige ned fra kanten av Vesuv-krateret til foten av kjeglen i løpet av 15 minutter er langt fra vanlig. På Etna regnes lavabevegelsen som rask hvis den skjer med en hastighet på 1 km på 2-3 timer. Vanligvis beveger lava seg enda langsommere og beveger seg i noen tilfeller bare 1 m i timen.

Lavaen som strømmer ut av vulkanen i smeltet tilstand har en hvitglødende glans og inne i krateret holder den på lenge: Dette kan tydelig sees hvor, takket være sprekker, de dype delene av strømmen er blottlagt. Utenfor krateret avkjøles lavaen raskt, og strømmen dekkes snart med en hard skorpe bestående av en mørk slaggmasse; i løpet av kort tid blir den så sterk at en person rolig kan gå på den; noen ganger langs en slik skorpe som dekker en fortsatt bevegelig strøm, kan du klatre til stedet der lavaen renner ut. Den faste slaggskorpen danner noe som et rør, der den flytende massen beveger seg. Frontend lavaflyt også dekket med svart hard bark; med ytterligere bevegelse presser lavaen denne skorpen til bakken og flyter videre langs den, og blir dekket foran med et nytt slaggskall. Dette fenomenet oppstår ikke bare når lavaen beveger seg veldig raskt; i andre tilfeller, ved å dumpe og flytte slagg, dannes et lag med størknet lava som strømmen beveger seg langs. Sistnevnte presenterer et sjeldent syn: den fremre delen av den sammenlignes av Pulet Scroop med en enorm haug med kull, som, under påvirkning av et trykk bakfra, er stablet oppå hverandre. Bevegelsen er ledsaget av en lyd som ligner på ringing av metallsøl; denne støyen oppstår på grunn av friksjonen av individuelle lavaklumper, deres fragmentering og sammentrekning.

Den harde skorpen til en lavastrøm har vanligvis ikke en flat overflate; den er dekket med mange sprekker som flytende lava noen ganger strømmer gjennom; blokker dannet som følge av fragmentering av det opprinnelige dekket kolliderer med hverandre, som isflak under isdrift. Det er vanskelig å forestille seg et villere og mer dystert bilde enn det som presenteres for oss av den ytre overflaten av en blokkete lavastrøm. Enda mer særegne er formene til den såkalte bølgete lavaen, som observeres sjeldnere, men er godt kjent for alle besøkende til Vesuv. Veien fra Rezina til observatoriet ble lagt over slik lava et betydelig stykke; sistnevnte ble kastet ut av Vesuv i 1855. Dekket av slike strømmer er ikke brutt i stykker, men representerer en kontinuerlig masse, hvis ujevne overflate særegent utseende ligner tarmplexuser.

» » Avkjøling av lava

Tiden som kreves for lava å avkjøles kan ikke bestemmes nøyaktig: avhengig av kraften i strømmen, strukturen til lavaen og graden av initial varme, varierer den mye. I noen tilfeller stivner lava ekstremt raskt; for eksempel frøs en av strømmene til Vesuv i 1832 på to måneder. I andre tilfeller er lavaene i bevegelse i opptil to år; ofte, etter flere år, forblir temperaturen på lavaen ekstremt høy: et trestykke som er stukket inn i den, tar umiddelbart fyr. Dette var for eksempel lavaen til Vesuv i 1876, fire år etter utbruddet; i 1878 var det allerede avkjølt.

Noen bekker danner fumaroler over mange år. Ved Jorullo, i Mexico, i kildene som gikk gjennom lavaen som strømmet ut for 46 år siden, observerte Humboldt en temperatur på 54°. Strømmer med betydelig kraft fryser enda lenger. Skaptar-jokul på Island i 1783 identifiserte to lavastrømmer, hvis volum oversteg Motzblanc; Det er ikke overraskende at en så kraftig masse stivnet gradvis i løpet av omtrent et århundre.

Vi har sett at lavastrømmer raskt størkner fra overflaten og er dekket av en hard skorpe, der den flytende massen beveger seg, som i et rør. Hvis mengden av frigjort lava etter dette avtar, vil et slikt rør ikke bli helt fylt med det: det øvre dekselet vil gradvis synke, sterkere i midten og mindre ved kantene; I stedet for den vanlige konvekse overflaten, som er representert av en hvilken som helst tykk væskemasse, får du en konkav overflate i form av en grøft. Den harde skorpen som dekker bekken synker imidlertid ikke alltid: hvis den er kraftig og sterk nok, vil den tåle sin egen vekt; i slike tilfeller dannes tomrom inne i den frosne strømmen; uten tvil er det slik de berømte grottene på Island oppsto. Den mest kjente blant dem er Surtshellir («Svart grotte») nær Kalmanstung, som ligger blant et enormt lavafelt; dens lengde er 1600 m, bredde 16-18 m og høyde 11 - 12 m. Den består av en hovedsal med en rekke sidekamre. Veggene i grotten er dekket med glassaktige skinnende formasjoner, praktfulle lava-stalaktitter stiger ned fra taket; Lange striper er synlige på sidene - spor av en bevegelig brennende væskemasse. Mange lavastrømmer på øya Hawaii blir skåret gjennom av lange grotter, som tunneler: noen steder er disse grottene veldig smale, noen ganger utvider de seg opp til 20 m og danner store høye haller dekorert med dryppstein; noen ganger strekker de seg i mange kilometer og vrir seg, og følger alle retninger av lavastrømmen. Lignende tunneler er også beskrevet på de vulkanske øyene Bourbon (Reunion) og Amsterdam.