lawa -Lava
Lawa to stopiona lub częściowo stopiona skała ( magma ), która została wyrzucona z wnętrza planety typu ziemskiego (takiego jak Ziemia ) lub księżyca na jej powierzchnię. Lawa może wybuchać na wulkanie lub przez pęknięcie skorupy , na lądzie lub pod wodą, zwykle w temperaturach od 800 do 1200 ° C (1470 do 2190 ° F) . Skała wulkaniczna powstała w wyniku późniejszego ochłodzenia jest często nazywana lawą .
Strumień lawy to wylanie lawy podczas wylewnej erupcji . ( Erupcja wybuchowa , dla kontrastu, wytwarza mieszaninę popiołu wulkanicznego i innych fragmentów zwanych tefrą , a nie strumieniami lawy). Lepkość większości lawy jest zbliżona do keczupu , około 10 000 do 100 000 razy większa niż wody. Mimo to lawa może płynąć na duże odległości, zanim ochłodzenie spowoduje jej zestalenie, ponieważ lawa wystawiona na działanie powietrza szybko tworzy stałą skorupę, która izoluje pozostałą ciekłą lawę, pomagając utrzymać ją na tyle gorącą i nielepką, aby mogła dalej płynąć.
Słowo lawa pochodzi z języka włoskiego i prawdopodobnie wywodzi się od łacińskiego słowa labes , co oznacza upadek lub osunięcie się. Wczesne użycie tego słowa w związku z wytryskiem magmy spod powierzchni można znaleźć w krótkim opisie erupcji Wezuwiusza z 1737 roku , napisanym przez Francesco Serao , który opisał „przepływ ognistej lawy” jako analogię do przepływu woda i błoto spływają po zboczach wulkanu ( lahar ) po ulewnym deszczu .
Właściwości lawy
Kompozycja
Zestalona lawa na skorupie ziemskiej to głównie minerały krzemianowe : głównie skalenie , skalenie , oliwin , pirokseny , amfibole , miki i kwarc . Rzadkie lawy niekrzemianowe mogą powstawać w wyniku lokalnego topnienia niekrzemianowych złóż mineralnych lub rozdzielania magmy na niemieszające się krzemianowe i niekrzemianowe fazy ciekłe .
Lawy krzemianowe
Lawy krzemianowe to stopione mieszaniny zdominowane przez tlen i krzem , najbardziej rozpowszechnione pierwiastki skorupy ziemskiej , z mniejszymi ilościami glinu , wapnia , magnezu , żelaza , sodu i potasu oraz niewielkimi ilościami wielu innych pierwiastków. Petrolodzy rutynowo wyrażają skład lawy krzemianowej pod względem masy lub ułamka masy molowej tlenków głównych pierwiastków (innych niż tlen) obecnych w lawie.
Fizyczne zachowanie magm krzemianowych jest zdominowane przez składnik krzemionkowy. Jony krzemu w lawie silnie wiążą się z czterema jonami tlenu w układzie czworościennym. Jeśli jon tlenu jest związany z dwoma jonami krzemu w stopie, jest opisywany jako tlen mostkowy, a lawa z wieloma grudkami lub łańcuchami jonów krzemu połączonych mostkowymi jonami tlenu jest opisywana jako częściowo spolimeryzowana. Glin w połączeniu z tlenkami metali alkalicznych (sodu i potasu) również ma tendencję do polimeryzacji lawy. Inne kationy , takie jak żelazo, wapń i magnez, znacznie słabiej wiążą się z tlenem i zmniejszają skłonność do polimeryzacji. Częściowa polimeryzacja sprawia, że lawa jest lepka, więc lawa bogata w krzemionkę jest znacznie bardziej lepka niż lawa uboga w krzemionkę.
Ze względu na rolę krzemionki w określaniu lepkości i ponieważ obserwuje się, że wiele innych właściwości lawy (takich jak jej temperatura) koreluje z zawartością krzemionki, lawy krzemianowe są podzielone na cztery typy chemiczne w oparciu o zawartość krzemionki: felsic , pośredni , maficzny , i ultramaficzne .
Felsic lawa
Lawy felsowe lub krzemionkowe mają zawartość krzemionki większą niż 63%. Należą do nich lawy ryolitowe i dacytowe . Przy tak wysokiej zawartości krzemionki lawy te są niezwykle lepkie, w zakresie od 10 8 cP (10 5 Pa⋅s) dla gorącej lawy ryolitowej w temperaturze 1200 ° C (2190 ° F) do 10 11 cP (10 8 Pa⋅s) dla schłodzić lawę ryolitową w temperaturze 800 ° C (1470 ° F). Dla porównania, woda ma lepkość około 1 cP (0,001 Pa⋅s). Z powodu tej bardzo wysokiej lepkości lawy felsyczne zwykle wybuchają wybuchowo, tworząc osady piroklastyczne (fragmentalne). Jednak lawy ryolitowe czasami wybuchają wylewnie, tworząc kolce lawy , kopuły lawy lub „coulees” (które są grubymi, krótkimi strumieniami lawy). Lawy zazwyczaj fragmentują się podczas wytłaczania, tworząc blokowe strumienie lawy. Te często zawierają obsydian .
Felsic magma może wybuchać w temperaturach tak niskich jak 800 ° C (1470 ° F). Niezwykle gorące (> 950 ° C; > 1740 ° F) lawy ryolitowe mogą jednak płynąć na odległości wielu dziesiątek kilometrów, na przykład na równinie Snake River Plain w północno-zachodnich Stanach Zjednoczonych.
Lawa pośrednia
Lawy pośrednie lub andezytowe zawierają od 52% do 63% krzemionki i mają mniej aluminium i zwykle są nieco bogatsze w magnez i żelazo niż lawy felsowe. Lawy pośrednie tworzą andezytowe kopuły i lawy blokowe i mogą występować na stromych wulkanach kompozytowych , takich jak Andy . Są również zwykle gorętsze niż lawy felsyczne, w zakresie od 850 do 1100 ° C (1560 do 2010 ° F). Ze względu na niższą zawartość krzemionki i wyższe temperatury erupcji są one zwykle znacznie mniej lepkie, z typową lepkością 3,5 × 10 6 cP (3500 Pa⋅s) w temperaturze 1200 ° C (2190 ° F). To nieco więcej niż lepkość gładkiego masła orzechowego . Lawy pośrednie wykazują większą tendencję do tworzenia fenokryształów . Wyższa zawartość żelaza i magnezu przejawia się zwykle jako ciemniejsza masa podstawowa , w tym fenokryształy amfibolu lub piroksenu.
Mafijna lawa
Lawy maficzne lub bazaltowe charakteryzują się stosunkowo wysoką zawartością tlenku magnezu i tlenku żelaza (których wzory cząsteczkowe zapewniają spółgłoski w mafii) i mają zawartość krzemionki ograniczoną do zakresu od 52% do 45%. Zwykle wybuchają w temperaturach od 1100 do 1200 ° C (2010 do 2190 ° F) i przy stosunkowo niskiej lepkości, około 10 4 do 10 5 cP (10 do 100 Pa⋅s). Jest to podobne do lepkości keczupu , chociaż wciąż jest o wiele rzędów wielkości wyższe niż lepkość wody. Lawy maficzne mają tendencję do tworzenia niskoprofilowych wulkanów tarczowych lub bazaltów powodziowych , ponieważ mniej lepka lawa może płynąć na duże odległości od otworu wentylacyjnego. Grubość zestalonego strumienia lawy bazaltowej, szczególnie na niskim zboczu, może być znacznie większa niż grubość poruszającego się strumienia stopionej lawy w dowolnym momencie, ponieważ lawy bazaltowe mogą „napełniać się” przez ciągły dopływ lawy i jej nacisk na zestaloną skorupę. Większość law bazaltowych jest raczej typu ʻaʻā lub pāhoehoe niż law blokowych. Pod wodą mogą tworzyć lawy poduszkowe , które są raczej podobne do law typu pahoehoe na lądzie.
Lawa ultramaficzna
Lawy ultramaficzne , takie jak komatyt i magmy wysokomagnezowe, które tworzą boninit , doprowadzają skład i temperaturę erupcji do skrajności. Wszystkie mają zawartość krzemionki poniżej 45%. Komatyty zawierają ponad 18% tlenku magnezu i uważa się, że wybuchły w temperaturze 1600 ° C (2910 ° F). W tej temperaturze praktycznie nie dochodzi do polimeryzacji związków mineralnych, tworząc wysoce ruchliwą ciecz. Uważa się, że lepkość magmy komatiitu wynosiła od 100 do 1000 cP (0,1 do 1 Pa⋅s), podobnie jak w przypadku lekkiego oleju silnikowego. Większość law ultramaficznych nie jest młodsza od proterozoiku , z kilkoma ultramaficznymi magmami znanymi z fanerozoiku w Ameryce Środkowej, które przypisuje się gorącemu pióropuszowi płaszcza . Nie są znane żadne współczesne lawy komatiitowe, ponieważ płaszcz Ziemi ostygł za bardzo, aby wytworzyć magmy o wysokiej zawartości magnezu.
Alkaliczne lawy
Niektóre lawy krzemianowe mają podwyższoną zawartość tlenków metali alkalicznych (sodu i potasu), szczególnie w regionach ryftów kontynentalnych , obszarach leżących nad głęboko zanurzonymi płytami lub w gorących punktach wewnątrzpłytowych . Ich zawartość krzemionki może wahać się od ultramaficznej ( nefelinity , basanity i tefryty ) do felsowej ( trachity ). Jest bardziej prawdopodobne, że powstaną na większych głębokościach w płaszczu niż magmy subalkaliczne. Nefelinitowe lawy oliwinowe są zarówno ultramaficzne , jak i silnie zasadowe i uważa się, że pochodzą ze znacznie głębszych warstw płaszcza Ziemi niż inne lawy.
|
Toleityczna lawa bazaltowa
SiO2 ( 53,8 %)
Al2O3 ( 13,9 % )
Fe O (9,3%)
CaO (7,9%)
MgO (4,1%)
Na2O (3,0% )
Fe2O3 ( 2,6 % )
TiO2 ( 2,0%)
K2O ( 1,5%)
P2O5 ( 0,4 % )
MnO (0,2%)
|
Lawa ryolitowa
SiO2 (73,2% )
Al2O3 ( 14 % )
FeO (1,7%)
CaO (1,3%)
MgO (0,4%)
Na2O (3,9% )
Fe2O3 ( 0,6 % )
TiO2 ( 0,2%)
K2O ( 4,1%)
P2O5 ( 0 , %)
MnO (0,%)
|
|---|
Lawy niekrzemianowe
Niektóre lawy o niezwykłym składzie wybuchły na powierzchnię Ziemi. Obejmują one:
- Lawy karbonatytowe i natrokarbonatytowe znane są z wulkanu Ol Doinyo Lengai w Tanzanii , który jest jedynym przykładem czynnego wulkanu karbonatytowego. Karbonatyty w zapisie geologicznym to zazwyczaj 75% minerałów węglanowych, z mniejszymi ilościami krzemionki-nienasyconych minerałów krzemianowych (takich jak miki i oliwin), apatytu , magnetytu i pirochloru . Może to nie odzwierciedlać pierwotnego składu lawy, która mogła zawierać węglan sodu , który został następnie usunięty w wyniku aktywności hydrotermalnej, chociaż eksperymenty laboratoryjne pokazują, że możliwa jest magma bogata w kalcyt. Lawy karbonatytowe wykazują stabilne stosunki izotopów, co wskazuje, że pochodzą z silnie zasadowych law krzemowych, z którymi są zawsze związane, prawdopodobnie przez oddzielenie niemieszającej się fazy. Lawy natrokarbonatytowe Ol Doinyo Lengai składają się głównie z węglanu sodu, o połowę mniej węglanu wapnia i o połowę mniej węglanu potasu, a także niewielkie ilości halogenków, fluorków i siarczanów. Lawy są niezwykle płynne, mają lepkość tylko nieznacznie większą niż woda i są bardzo chłodne, a zmierzone temperatury wynoszą od 491 do 544 ° C (916 do 1011 ° F).
- Uważa się, że lawy tlenku żelaza są źródłem rudy żelaza w Kirunie w Szwecji , która powstała w proterozoiku . Lawy tlenku żelaza z epoki pliocenu występują w kompleksie wulkanicznym El Laco na granicy Chile i Argentyny. Uważa się, że lawy tlenku żelaza są wynikiem niemieszającego się oddzielenia magmy tlenku żelaza od macierzystej magmy o składzie wapniowo-alkalicznym lub zasadowym.
- Lawa siarkowa o długości do 250 metrów (820 stóp) i szerokości 10 metrów (33 stóp) występuje na wulkanie Lastarria w Chile. Powstały w wyniku stopienia osadów siarki w temperaturach zaledwie 113 ° C (235 ° F).
Termin „lawa” może być również używany w odniesieniu do stopionych „mieszanek lodu” podczas erupcji lodowych satelitów gazowych olbrzymów Układu Słonecznego .
Reologia
Zachowanie strumieni lawy zależy głównie od lepkości lawy. Podczas gdy temperatura zwykłej lawy krzemianowej waha się od około 800 ° C (1470 ° F) dla law felsowych do 1200 ° C (2190 ° F) dla law maficznych, jej lepkość waha się w siedmiu rzędach wielkości, od 10 11 cP ( 10 8 Pa⋅s) dla law felsicznych do 10 4 cP (10 Pa⋅s) dla law maficznych. Lepkość lawy zależy głównie od składu, ale zależy również od temperatury i szybkości ścinania.
Lepkość lawy określa rodzaj aktywności wulkanicznej , która ma miejsce podczas erupcji lawy. Im większa lepkość, tym większa tendencja do wybuchowych erupcji, a nie wylewnych. W rezultacie większość strumieni lawy na Ziemi, Marsie i Wenus składa się z lawy bazaltowej. Na Ziemi 90% przepływów lawy to maficzne lub ultramaficzne, przy czym lawa pośrednia stanowi 8% przepływów, a lawa felsyczna stanowi zaledwie 2% przepływów. Lepkość określa również aspekt (grubość w stosunku do zasięgu poprzecznego) przepływów, prędkość, z jaką poruszają się przepływy, oraz charakter powierzchni przepływów.
Kiedy bardzo lepkie lawy wybuchają raczej wylewnie niż ich bardziej powszechna forma wybuchowa, prawie zawsze wybuchają jako strumienie lub kopuły o wysokim aspekcie. Przepływy te przybierają raczej formę lawy blokowej niż ʻaʻā lub pāhoehoe. Przepływy obsydianowe są powszechne. Pośrednie lawy mają tendencję do tworzenia stromych stratowulkanów, z naprzemiennymi pokładami lawy z erupcji wylewnych i tefry z erupcji wybuchowych. Lawy maficzne tworzą stosunkowo cienkie strumienie, które mogą przemieszczać się na duże odległości, tworząc wulkany tarczowe o łagodnych zboczach.
Oprócz stopionej skały, większość law zawiera stałe kryształy różnych minerałów, fragmenty egzotycznych skał zwanych ksenolitami oraz fragmenty wcześniej zestalonej lawy. Zawartość kryształów w większości law nadaje im właściwości tiksotropowe i rozrzedzające pod wpływem ścinania . Innymi słowy, większość law nie zachowuje się jak płyny newtonowskie, w których prędkość przepływu jest proporcjonalna do naprężenia ścinającego. Zamiast tego typową lawą jest płyn Binghama , który wykazuje znaczny opór przepływu do momentu przekroczenia progu naprężenia, zwanego granicą plastyczności. Powoduje to przepływ tłokowy częściowo krystalicznej lawy. Znanym przykładem przepływu tłokowego jest pasta do zębów wyciskana z tubki pasty do zębów. Pasta do zębów wychodzi jako półstały korek, ponieważ ścinanie koncentruje się w cienkiej warstwie pasty do zębów obok tubki i tylko tam pasta do zębów zachowuje się jak płyn. Zachowanie tiksotropowe utrudnia również osadzanie się kryształów z lawy. Gdy zawartość kryształów osiągnie około 60%, lawa przestaje zachowywać się jak płyn i zaczyna zachowywać się jak ciało stałe. Taka mieszanina kryształów z roztopioną skałą jest czasami opisywana jako krystaliczna papka .
Prędkości przepływu lawy różnią się głównie w zależności od lepkości i nachylenia. Ogólnie rzecz biorąc, lawa płynie powoli, z typową prędkością dla hawajskich przepływów bazaltowych wynoszącą 0,40 km / h (0,25 mil / h) i maksymalną prędkością od 10 do 48 km / h (6 do 30 mil / h) na stromych zboczach. Wyjątkowa prędkość od 32 do 97 km/h (20 do 60 mil/h) została zarejestrowana po zapadnięciu się jeziora lawy na górze Nyiragongo . Zależność skalowania dla law polega na tym, że średnia prędkość przepływu skaluje się jako kwadrat jego grubości podzielony przez jego lepkość. Oznacza to, że strumień ryolitu musiałby być około tysiąc razy grubszy niż strumień bazaltu, aby płynął z podobną prędkością.
Temperatura
Temperatura większości rodzajów stopionej lawy waha się od około 800 ° C (1470 ° F) do 1200 ° C (2190 ° F). w zależności od składu chemicznego lawy. Ten zakres temperatur jest podobny do najgorętszych temperatur, jakie można osiągnąć w kuźni węgla drzewnego z wymuszonym obiegiem powietrza. Lawa jest najbardziej płynna podczas pierwszej erupcji, a wraz ze spadkiem temperatury staje się znacznie bardziej lepka.
Wypływy lawy szybko tworzą izolującą skorupę litej skały w wyniku radiacyjnej utraty ciepła. Następnie lawa ochładza się przez bardzo powolne przewodzenie ciepła przez skalistą skorupę. Na przykład geolodzy z United States Geological Survey regularnie wiercili w jeziorze lawy Kilauea Iki, powstałym w wyniku erupcji w 1959 roku. , nadal miał tylko 14 m (46 stóp) grubości, mimo że jezioro miało około 100 m (330 stóp) głębokości. Pozostałości cieczy były nadal obecne na głębokości około 80 m (260 stóp) dziewiętnaście lat po erupcji.
Chłodzący strumień lawy kurczy się, co powoduje pękanie przepływu. Spływy bazaltu wykazują charakterystyczny wzór spękań. Najwyższe części przepływu wykazują nieregularne spękania skierowane w dół, podczas gdy dolna część przepływu przedstawia bardzo regularny wzór pęknięć, które dzielą przepływ na pięcio- lub sześcioboczne kolumny. Nieregularna górna część zestalonego strumienia nazywana jest belkowaniem , natomiast dolna część, w której widoczne są łączenia kolumnowe , nazywana jest kolumnadą . (Terminy zostały zapożyczone z greckiej architektury świątynnej). Podobnie regularne pionowe wzory na bokach kolumn, powstałe w wyniku chłodzenia z okresowymi pęknięciami, są określane jako ślady dłuta . Pomimo ich nazw, są to naturalne cechy powstałe w wyniku chłodzenia, kurczenia termicznego i pękania.
Gdy lawa stygnie, krystalizując do wewnątrz od jej krawędzi, wyrzuca gazy, tworząc pęcherzyki na dolnej i górnej granicy. Są one opisane jako pęcherzyki rurkowe lub ciała migdałowate rurkowe . Ciecze wydalane z stygnącej krystalicznej papki unoszą się w górę do wciąż płynnego środka strumienia chłodzącego i tworzą pionowe cylindry pęcherzyków . Tam, gdzie łączą się one w kierunku szczytu przepływu, tworzą arkusze pęcherzykowego bazaltu i czasami są pokryte wnękami gazowymi, które czasami wypełniają się minerałami wtórnymi. W ten sposób powstały piękne ametystowe geody znalezione w bazaltach powodziowych Ameryki Południowej.
Bazalty powodziowe zwykle krystalizują na krótko, zanim przestaną płynąć, w wyniku czego tekstury przepływu są rzadkie w przepływach o mniejszej zawartości krzemu. Z drugiej strony pasmo przepływu jest powszechne w przepływach felsycznych.
Morfologia lawy
Morfologia lawy opisuje jej formę powierzchni lub teksturę. Bardziej płynne strumienie lawy bazaltowej mają tendencję do tworzenia płaskich ciał przypominających arkusze, podczas gdy lepkie strumienie lawy ryolitowej tworzą guzkowate, blokowe masy skał. Lawa wybuchająca pod wodą ma swoje charakterystyczne cechy.
ʻAʻā
ʻAʻā (pisane również jako aa , aʻa , ʻaʻa i a-aa i wymawiane[ʔəˈʔaː] lub / ˈ ɑː ( ʔ ) ɑː / ) to jeden z trzech podstawowych rodzajów lawy przepływowej. ʻAʻā to lawa bazaltowa charakteryzująca się szorstką lub gruzową powierzchnią złożoną z połamanych bloków lawy zwanych klinkierem. Słowo to jest hawajskie i oznacza „kamienną, szorstką lawę”, ale także „płonąć” lub „płonąć”; został wprowadzony jako termin techniczny w geologii przez Clarence'a Duttona .
Luźna, połamana i ostra, kolczasta powierzchnia strumienia ʻaʻā sprawia, że wędrówka jest trudna i powolna. Powierzchnia klinkieru faktycznie pokrywa masywny, gęsty rdzeń, który jest najbardziej aktywną częścią przepływu. Gdy pastowata lawa w rdzeniu przemieszcza się w dół zbocza, klinkiery są przenoszone na powierzchnię. Jednak na krawędzi natarcia strumienia ʻaʻā te ochłodzone fragmenty spadają ze stromego frontu i są zasypywane przez postępujący strumień. Powoduje to powstanie warstwy fragmentów lawy zarówno na dnie, jak i na górze strumienia ʻaʻā.
Akrecyjne kule lawy o wielkości nawet 3 metrów (10 stóp) są powszechne w strumieniach ʻaʻā. ʻAʻā ma zwykle wyższą lepkość niż pāhoehoe. Pāhoehoe może zmienić się w ʻaʻā, jeśli stanie się burzliwy w wyniku napotkania przeszkód lub stromych zboczy.
Ostra, ukośna tekstura sprawia, że ʻaʻā jest silnym reflektorem radarowym i można go łatwo zobaczyć z orbitującego satelity (jasny na zdjęciach Magellana ).
Lawy ʻAʻā zwykle wybuchają w temperaturach od 1050 do 1150 ° C (1920 do 2100 ° F) lub wyższych.
Pahoehoe
Pāhoehoe (pisane również pahoehoe , z języka hawajskiego[paːˈhoweˈhowe] oznaczające „gładką, nieprzerwaną lawę”) to lawa bazaltowa, która ma gładką, falującą, pofałdowaną lub lepką powierzchnię. Te cechy powierzchni są spowodowane ruchem bardzo płynnej lawy pod krzepnącą skorupą powierzchniową. Hawajskie słowo zostało wprowadzone jako termin techniczny w geologii przez Clarence'a Duttona .
Przepływ pāhoehoe zwykle rozwija się jako seria małych płatków i palców, które nieustannie wyłaniają się z ochłodzonej skorupy. Tworzy również rury lawowe , w których minimalna utrata ciepła utrzymuje niską lepkość. Tekstura powierzchni strumieni pāhoehoe jest bardzo zróżnicowana, ukazując wszelkiego rodzaju dziwaczne kształty, często określane jako rzeźba lawy. Wraz ze wzrostem odległości od źródła przepływy pāhoehoe mogą zmieniać się w przepływy ʻaʻā w odpowiedzi na utratę ciepła i wynikający z tego wzrost lepkości. Eksperymenty sugerują, że przejście zachodzi w temperaturze od 1200 do 1170 ° C (2190 do 2140 ° F), z pewną zależnością od szybkości ścinania. Lawy Pahoehoe mają zazwyczaj temperaturę od 1100 do 1200 ° C (2010 do 2190 ° F).
Na Ziemi większość strumieni lawy ma mniej niż 10 km (6,2 mil), ale niektóre strumienie pāhoehoe mają ponad 50 km (31 mil). Niektóre powodziowe przepływy bazaltu w zapisie geologicznym rozciągają się na setki kilometrów.
Zaokrąglona tekstura sprawia, że pāhoehoe jest słabym reflektorem radarowym i jest trudny do zobaczenia z orbitującego satelity (ciemny na zdjęciu Magellana).
Zablokuj przepływy lawy
Wypływy lawy blokowej są typowe dla law andezytowych ze stratowulkanów. Zachowują się podobnie do przepływów ʻaʻā, ale ich bardziej lepki charakter powoduje, że zamiast klinkieru powierzchnia pokryta jest kanciastymi fragmentami (blokami) o gładkich bokach (blokami) zastygłej lawy. Podobnie jak w przypadku strumieni ʻaʻā, stopione wnętrze strumienia, które jest izolowane przez zestaloną blokową powierzchnię, przesuwa się po gruzie spadającym z czoła strumienia. Poruszają się również znacznie wolniej w dół i są grubsze niż przepływy ʻaʻā.
Lawa poduszkowa
Lawa poduszkowa to struktura lawy, która zwykle powstaje, gdy lawa wypływa z podwodnego otworu wulkanicznego lub wulkanu subglacjalnego lub strumień lawy dostaje się do oceanu. Lepka lawa zyskuje stałą skorupę w kontakcie z wodą, a ta skorupa pęka i wydziela dodatkowe duże plamy lub „poduszki”, gdy więcej lawy wyłania się z posuwającego się strumienia. Ponieważ woda pokrywa większość powierzchni Ziemi , a większość wulkanów znajduje się w pobliżu lub pod zbiornikami wodnymi, lawa poduszkowa jest bardzo powszechna.
Formy terenu lawy
Ponieważ jest utworzona z lepkiej stopionej skały, strumienie lawy i erupcje tworzą charakterystyczne formacje, formy terenu i cechy topograficzne od makroskopowych do mikroskopowych.
Wulkany
Wulkany to główne formy ukształtowania terenu zbudowane przez powtarzające się erupcje lawy i popiołu w czasie. Ich kształt waha się od wulkanów tarczowych o szerokich, płytkich zboczach, utworzonych z przeważnie wylewnych erupcji stosunkowo płynnej lawy bazaltowej, do stromych stratowulkanów (znanych również jako wulkany kompozytowe) utworzonych z naprzemiennych warstw popiołu i bardziej lepkich strumieni lawy, typowych dla średniozaawansowanych wulkanów. i felsic lawy.
Kaldera , która jest dużym kraterem osiadania, może powstać w stratowulkanie, jeśli komora magmy zostanie częściowo lub całkowicie opróżniona przez duże erupcje wybuchowe ; stożek szczytowy już się nie podtrzymuje i dlatego później zapada się w sobie. Takie cechy mogą obejmować jeziora kraterów wulkanicznych i kopuły lawy po zdarzeniu. Jednak kaldery mogą również tworzyć się w sposób niewybuchowy, taki jak stopniowe osiadanie magmy. Jest to typowe dla wielu wulkanów tarczowych.
Stożki żużlowe i odpryskowe
Stożki żużlowe i stożki rozpryskowe to obiekty na małą skalę utworzone przez nagromadzenie lawy wokół małego otworu wentylacyjnego na budowli wulkanicznej. Stożki żużlu powstają z tefry lub popiołu i tufu , które są wyrzucane z wybuchowego otworu wentylacyjnego. Stożki odprysków powstają w wyniku nagromadzenia stopionego żużla wulkanicznego i żużli wyrzucanych w bardziej płynnej postaci.
kipuki
Inny hawajski angielski termin wywodzący się z języka hawajskiego , kīpuka oznacza wzniesiony obszar, taki jak wzgórze, grzbiet lub stara kopuła lawy wewnątrz lub w dół zbocza z obszaru aktywnego wulkanizmu. Nowe strumienie lawy pokryją okoliczne tereny, izolując kīpukę tak, że wygląda jak (zwykle) zalesiona wyspa na jałowym strumieniu lawy.
Kopuły lawy i kule
Kopuły lawy powstają w wyniku wytłaczania lepkiej magmy felsycznej. Mogą tworzyć wydatne zaokrąglone wypukłości, takie jak w Valles Caldera . Gdy wulkan wyrzuca krzemionkową lawę, może tworzyć kopułę inflacyjną lub kopułę endogenną , stopniowo budując dużą, podobną do poduszki strukturę, która pęka, pęka i może uwalniać schłodzone kawałki skały i gruzu. Górne i boczne brzegi napełniającej się kopuły lawy są zwykle pokryte fragmentami skał, brekcji i popiołu.
Przykłady erupcji kopuły lawy obejmują kopułę Novarupta i kolejne kopuły lawy Mount St Helens .
Kiedy kopuła tworzy się na pochyłej powierzchni, może płynąć krótkimi, gęstymi strumieniami zwanymi coulées (przepływy kopułowe). Przepływy te często przemieszczają się zaledwie kilka kilometrów od otworu wentylacyjnego.
Rurki lawowe
Rury lawowe powstają, gdy strumień stosunkowo płynnej lawy ochładza się na górnej powierzchni na tyle, aby utworzyć skorupę. Pod tą skorupą, która jest wykonana ze skały jest doskonałym izolatorem, lawa może nadal płynąć jako ciecz. Kiedy ten przepływ występuje przez dłuższy czas, przewód lawy może utworzyć tunelowy otwór lub rurę lawy , która może przewodzić stopioną skałę wiele kilometrów od otworu wentylacyjnego bez zauważalnego chłodzenia. Często te kanały lawy odpływają po zatrzymaniu dopływu świeżej lawy, pozostawiając znaczną długość otwartego tunelu w strumieniu lawy.
Rury lawowe są znane ze współczesnych erupcji Kīlauea, a znaczące, rozległe i otwarte tuby lawowe z trzeciorzędu są znane z North Queensland w Australii , niektóre rozciągają się na 15 kilometrów (9 mil).
Jeziora lawy
W rzadkich przypadkach stożek wulkaniczny może wypełnić się lawą, ale nie wybuchnąć. Lawa, która gromadzi się w kalderze, jest znana jako jezioro lawy. Jeziora lawy zwykle nie utrzymują się długo, albo spływają z powrotem do komory magmy po zmniejszeniu ciśnienia (zwykle przez odpowietrzanie gazów przez kalderę), albo przez osuszanie poprzez erupcję strumieni lawy lub eksplozję piroklastyczną.
Istnieje tylko kilka miejsc na świecie, w których istnieją stałe jeziora lawy. Obejmują one:
- Góra Erebus , Antarktyda
- Erta Ale , Etiopia
- Nyiragongo , Demokratyczna Republika Konga
- Ambrym , Vanuatu .
Delta lawy
Delty lawy tworzą się wszędzie tam, gdzie podpowietrzne strumienie lawy wpływają do stojących zbiorników wodnych. Lawa ochładza się i rozpada, gdy napotyka wodę, a powstałe fragmenty wypełniają topografię dna morskiego w taki sposób, że przepływ podpowietrzny może przemieszczać się dalej od brzegu. Delty lawy są generalnie związane z wylewnym wulkanizmem bazaltowym na dużą skalę.
Fontanny lawy
Fontanna lawy to zjawisko wulkaniczne , w którym lawa jest wyrzucana siłą, ale bez wybuchu, z krateru , otworu wentylacyjnego lub szczeliny . Najwyższa zarejestrowana fontanna lawy miała miejsce podczas erupcji Etny we Włoszech 23 listopada 2013 r., Która osiągnęła stabilną wysokość około 2500 m (8200 stóp) przez 18 minut, osiągając krótko szczyt na wysokości 3400 m (11 000 stóp). Fontanny lawy mogą występować jako seria krótkich impulsów lub ciągły strumień lawy. Są one powszechnie kojarzone z erupcjami na Hawajach .
Zagrożenia
Strumienie lawy są niezwykle destrukcyjne dla mienia na swojej drodze. Jednak ofiary są rzadkie, ponieważ przepływy są zwykle wystarczająco wolne, aby ludzie i zwierzęta mogli uciec, chociaż zależy to od lepkości lawy. Niemniej jednak zdarzały się obrażenia i zgony, ponieważ odcięto im drogę ucieczki, ponieważ zbliżyli się zbyt blisko strumienia lub, rzadziej, jeśli front lawy porusza się zbyt szybko. Stało się to szczególnie podczas erupcji Nyiragongo w Zairze (obecnie Demokratyczna Republika Konga ). W nocy 10 stycznia 1977 r. ściana krateru została przerwana, a płynna lawa wypłynęła w niecałą godzinę. Wynikający z tego strumień pędził w dół stromych zboczy z prędkością do 100 km / h (62 mil / h) i zalał kilka wiosek, gdy mieszkańcy spali. W wyniku tej katastrofy góra została uznana za Wulkan Dekady w 1991 roku.
Zgony przypisywane wulkanom często mają inną przyczynę, na przykład wyrzut wulkanu, przepływ piroklastyczny z zapadającej się kopuły lawy, lahary , trujące gazy przemieszczające się przed lawą lub eksplozje spowodowane kontaktem strumienia z wodą. Szczególnie niebezpiecznym obszarem jest lawa lawowa . Ten bardzo młody grunt zwykle odrywa się i wpada do morza.
Obszary niedawnych wylewów lawy nadal stanowią zagrożenie długo po ostygnięciu lawy. Tam, gdzie młode przepływy stworzyły nowe lądy, ląd jest bardziej niestabilny i może oderwać się do morza. Strumienie często pękają głęboko, tworząc niebezpieczne przepaście, a upadek na lawę ʻaʻā przypomina upadek na potłuczone szkło. Wytrzymałe buty turystyczne, długie spodnie i rękawiczki są zalecane podczas przekraczania strumieni lawy.
Odwrócenie przepływu lawy jest niezwykle trudne, ale można to osiągnąć w pewnych okolicznościach, tak jak kiedyś częściowo osiągnięto w Vestmannaeyjar na Islandii. Optymalny projekt prostych, tanich barier, które odwracają strumienie lawy, jest przedmiotem ciągłych badań.
Miasta zniszczone przez lawę
- Wioski Nisga'a Lax Ksiluux i Wii Lax K'abit w północno-zachodniej Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie zostały zniszczone przez gęste strumienie lawy podczas erupcji Tseax Cone w XVIII wieku.
- Garachico na Teneryfie zostało zniszczone przez erupcję Trevejo (1706) (odbudowane).
- Cagsawa na Filipinach , zasypana lawą, która wybuchła z wulkanu Mayon w 1814 roku
- Keawaiki, Hawaje, 1859 (opuszczony)
- San Sebastiano al Vesuvio, Włochy , zniszczone w 1944 roku przez ostatnią erupcję Wezuwiusza podczas okupacji południowych Włoch przez aliantów (odbudowany)
- Koae i Kapoho na Hawajach zostały zniszczone przez tę samą erupcję Kīlauea w styczniu 1960 roku (opuszczony).
- Kalapana na Hawajach została zniszczona przez erupcję wulkanu Kīlauea w 1990 roku (opuszczony).
- Kapoho na Hawajach zostało w dużej mierze zalane przez lawę w czerwcu 2018 r., a jego podrejon Vacationland Hawaii został całkowicie zniszczony.
Miasta zniszczone przez lawę
- Katania, Włochy , podczas erupcji Etny w 1669 r. (Odbudowana)
- Sale'aula , Samoa, przez erupcje Mt Matavanu w latach 1905-1911
- Mascali , Włochy, prawie całkowicie zniszczone przez erupcję Etny w 1928 roku (odbudowane)
- Parícutin (wioska, po której wulkan został nazwany) i San Juan Parangaricutiro , Meksyk, przez Parícutin od 1943 do 1952
- Heimaey, Islandia , podczas erupcji Eldfell w 1973 r. (odbudowana)
- Piton Sainte-Rose na wyspie Reunion w 1977 r
- Royal Gardens, Hawaje , przez erupcję Kilauea w latach 1986–87 (opuszczony)
- Goma w Demokratycznej Republice Konga podczas erupcji wulkanu Nyiragongo w 2002 roku
- Los Llanos de Aridane ( dzielnica Todoque ) i El Paso ( dzielnica El Paraíso ) na La Palmie podczas erupcji wulkanu Cumbre Vieja w 2021 r.
Miasta zniszczone przez tefry
Tefra to lawa w postaci popiołu wulkanicznego , lapilli , bomb wulkanicznych lub bloków wulkanicznych .
- Pompeje we Włoszech podczas erupcji Wezuwiusza w 79 rne
- Herkulanum we Włoszech podczas erupcji Wezuwiusza w 79 rne
- Cerén , Salwador, podczas erupcji Ilopango między 410 a 535 rne
- Wyspa Sumbawa w Indonezji podczas erupcji góry Tambora w 1815 roku
- Plymouth, Montserrat , w 1995 r. Plymouth było stolicą i jedynym portem wejścia do Montserrat i musiało zostać całkowicie porzucone, wraz z ponad połową wyspy. Nadal jest stolicą de iure .
Zobacz też
- Niebieska lawa – Zjawisko optyczne powstające w wyniku spalania siarki
- Laze (geologia) - Kwaśna mgła powstaje, gdy stopiona lawa wpływa do zimnego oceanu
- Vog – Zanieczyszczenie powietrza wynikające z reakcji gazów wulkanicznych z atmosferą
Bibliografia
Linki zewnętrzne
- . Encyklopedia Britannica . Tom. 16 (wyd. 11). 1911. s. 289–290.
- Definicja ʻAʻā w USGS
- Definicja Pāhoehoe w USGS
- Definicja Ropy Pāhoehoe w USGS
- Wulkaniczne ukształtowanie terenu Hawajów
- Zagrożenia USGS związane z przepływami lawy
- Artykuł w biuletynie Hawaiian Volcano Observatory Volcano Watch na temat erupcji Nyiragongo, 31 stycznia 2002 r.
- Wideo z lawy National Geographic zarchiwizowane 03.03.2016 w Wayback Machine Źródło 23 sierpnia 2007