Temperatura lavei. Ce este lava vulcanică și în ce constă? Ce se întâmplă cu corpul uman într-un flux de lavă
Întrebarea despre ce este lava a fost de multă vreme de interes pentru mulți oameni de știință. Compoziția acestei substanțe, precum și forma ei, viteza de mișcare, temperatura și alte aspecte au devenit subiectul unui număr de studii și lucrări științifice. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că fluxurile sale înghețate reprezintă aproape singura sursă de informații cu privire la starea interiorului Pământului.
Concept general
În primul rând, trebuie să vă dați seama ce este lava în sensul modern? Oamenii de știință îl numesc material în stare topită situat în partea superioară a mantalei. În timp ce în intestinele pământului, compoziția substanței este omogenă, dar de îndată ce se apropie de suprafață, procesul de fierbere începe cu eliberarea de bule de gaz. Ei sunt cei care deplasează materialul fierbinte spre crăpăturile din scoarță. Cu toate acestea, nu tot lichidul erupe la suprafață. Vorbind despre sensul cuvântului „lavă”, trebuie remarcat faptul că acest concept se aplică numai părții vărsate a materiei.
Lavă bazaltică
Cel mai comun tip de pe planeta noastră este lava bazaltică. Cele mai multe procese geologice care au avut loc pe Pământ cu multe mii de ani în urmă au fost însoțite de numeroase erupții ale acestui tip particular de substanță fierbinte. După ce s-a solidificat, s-a format o stâncă neagră cu același nume. Jumătate din compoziția lavelor bazaltice este magneziu, fier și alte metale. Datorită acestora, temperatura de topire ajunge la aproximativ 1200 de grade. În același timp, fluxul de lavă se mișcă cu o viteză de aproximativ 2 metri pe secundă, ceea ce este comparabil cu o persoană care alergă. După cum arată studiile, în viitor ei se mișcă mult mai repede în așa-numita „căutare fierbinte”. Lava bazaltică de la vulcan este subțire. Curge destul de departe (până la câteva zeci de kilometri de crater). Trebuie remarcat faptul că acest soi este tipic atât pentru uscat, cât și pentru ocean.
Lavă acidă
În cazul în care substanța conține 63% sau mai mult silice, se numește lavă acidă. Materialul încălzit este foarte vâscos și practic incapabil de curgere. Viteza fluxului de multe ori nici măcar nu atinge câțiva metri pe zi. Temperatura substanței este în intervalul de la 800 la 900 de grade. Topiturile de acest fel sunt asociate cu formarea de roci neobișnuite (ignimbrite, de exemplu). Dacă lava acidă devine foarte saturată cu gaz, ea fierbe și devine mobilă. După ce a fost ejectat din crater, curge rapid înapoi în depresiunea rezultată (caldera). Consecința acestui lucru este apariția pietrei ponce - un material ultra-ușor a cărui densitate este mai mică decât cea a apei.
Lavă carbonatată
Vorbind despre ce este lava, mulți oameni de știință încă nu pot determina principiul formării varietății sale de carbonat. Această substanță conține și sodiu. Erupe dintr-un singur vulcan de pe planetă - Oldoinyo Lengai, care este situat în nordul Tanzaniei. Lava carbonatată este cea mai lichidă și rece dintre toate tipurile existente. Temperatura sa este de aproximativ 510 de grade și se deplasează de-a lungul versanților cu aceeași viteză cu apa. Inițial, substanța are o culoare maro închis sau negru, dar după doar câteva ore de a fi pe exterior devine mai deschisă, iar după câteva luni devine complet albă.
concluzii
Pentru a rezuma, ar trebui să ne concentrăm pe faptul că una dintre cele mai presante probleme geologice este asociată cu lava. Constă în faptul că această substanță încălzește intestinele pământului. Focarele de material fierbinte se ridică la suprafața pământului, după care îl topesc și formează vulcani. Nici măcar cei mai importanți oameni de știință din lume nu pot da un răspuns clar la întrebarea ce este lava. În același timp, putem spune cu siguranță că este doar o mică parte a unui proces global, a cărui forță motrice este ascunsă foarte adânc în subteran.
Lava este rocă topită ejectată din adâncurile unui vulcan în timpul unei erupții și se transformă în rocă întărită după răcire. În timpul unei erupții direct din duza vulcanului, temperatura lavei ajunge la 1200 de grade Celsius. Lava topită care curge pe o pantă poate fi de 100.000 de ori mai rapidă decât apa înainte să se răcească și să se întărească. În această colecție veți găsi fotografii luminoase și frumoase ale lavei în erupție din diferite părți ale planetei noastre.
Fluxurile de lavă apar în timpul unei erupții expansive neexplozive. Când roca fierbinte se răcește, se întărește pentru a forma rocă magmatică. Compoziția, mai degrabă decât temperatura de erupție, determină comportamentul fluxurilor de lavă. Mai jos veți găsi multe fotografii uimitoare pentru care fotografi curajoși au înfruntat temperaturi extreme. Multe dintre imagini au fost realizate în locații active din punct de vedere seismic, cum ar fi Islanda, Italia și Muntele Etna și, desigur, Hawaii. Iată, de exemplu, vulcanul cu cel mai lung nume: Eyjafjallajökull din Islanda:
Lacul Lavă, Muntele Nyiragongo, Republica Democratică Congo:
Unul dintre numeroșii vulcani din Parcul Național numit vulcani hawaiani:
Hawaii din nou:
Muntele Etna, Sicilia, Italia:
Islanda:
Vulcanul Pacaya, Guatemala:
Vulcanul Kiluea, Hawaii:
În interiorul unei peșteri fierbinți, Hawaii:
Un alt lac fierbinte de lavă din Hawaii:
Fântâna de lavă a vulcanului Eyjafjallajökull:
Muntele Etna:
Un pârâu care arde totul în cale, Muntele Etna:
Fotografii din Islanda din nou:
Etna, Sicilia:
Etna, Sicilia:
Vulcan în erupție din Hawaii:
Eyjafjallajökull:
Puu Kahaualea, Hawaii:
Marea Insula Hawaii:
Un flux de lavă curge direct în ocean, Hawaii.
În articolul de astăzi ne vom uita la tipurile de lavă în funcție de temperatură și vâscozitate.
După cum probabil știți, lava este rocă topită care erupe dintr-un vulcan activ pe suprafața pământului.
Învelișul exterior al globului este scoarța terestră; sub ea se află un strat fierbinte, lichid, numit manta. Magma fierbinte își face drum spre vârf prin crăpăturile din scoarța terestră.
Punctele de intrare ale magmei fierbinți în suprafața pământului sunt numite „puncte fierbinți”, ceea ce înseamnă puncte fierbinți
(foto stânga). Acest lucru are loc de obicei în limitele dintre plăcile tectonice și dă naștere la lanțuri vulcanice întregi.Care este temperatura lavei?
Lava are o temperatură de 700 până la 1200C. În funcție de temperatură și compoziție, lava este împărțită în trei tipuri de fluiditate.
Lava lichidă are cea mai ridicată temperatură, peste 950C, iar componenta sa principală este bazaltul. Cu o temperatură și o fluiditate atât de ridicate, lava poate curge câteva zeci de kilometri înainte să se oprească și să se întărească. Vulcanii care erup acest tip de lavă sunt adesea foarte blânzi, deoarece nu zăbovește la aerisire, ci se răspândește în jur.
Lava cu o temperatură de 750-950C este andezitică. Poate fi recunoscut după blocurile sale rotunde înghețate, cu o crustă spartă.
Lava cu cea mai scăzută temperatură de 650-750C este acidă și foarte bogată în silice. O trăsătură caracteristică a acestei lave este viteza sa mică și vâscozitatea ridicată. Foarte des, în timpul unei erupții, acest tip de lavă formează o crustă deasupra craterului (imaginea din dreapta). Vulcanii cu această temperatură și tip de lavă au adesea pante abrupte.
Mai jos vă vom arăta câteva fotografii cu lavă fierbinte.
Oamenii de știință sunt interesați de lavă de mult timp. Compoziția sa, temperatura, viteza de curgere, forma suprafețelor fierbinți și răcite sunt toate subiecte pentru cercetări serioase. La urma urmei, atât fluxurile în erupție, cât și cele înghețate sunt singurele surse de informații despre starea interiorului planetei noastre și ne amintesc constant de cât de fierbinți și agitați sunt aceste interioare. Cât despre lavele străvechi, care s-au transformat în roci caracteristice, ochii specialiștilor sunt îndreptați spre ele cu un interes deosebit: poate, în spatele reliefului bizar, se ascund secretele catastrofelor la scară planetară.
Ce este lava? Potrivit ideilor moderne, provine dintr-un centru de material topit, care se află în partea superioară a mantalei (geosfera care înconjoară miezul Pământului) la o adâncime de 50-150 km. În timp ce topitura rămâne în adâncime sub presiune ridicată, compoziția sa este omogenă. Apropiindu-se de suprafață, începe să „fierbe”, eliberând bule de gaz care tind în sus și, în consecință, mișcă substanța de-a lungul crăpăturilor din scoarța terestră. Nu orice topitură, altfel cunoscută sub numele de magmă, este destinată să vadă lumina. Același care își găsește drumul la suprafață, revărsându-se în cele mai incredibile forme, se numește lavă. De ce? Nu chiar clar. În esență, magma și lava sunt același lucru. În „lavă” însăși se aude atât „avalanșă”, cât și „prăbușire”, care, în general, corespunde faptelor observate: marginea de față a lavei care curge adesea seamănă cu adevărat cu o prăbușire de munte. Numai că nu sunt pietruite reci care se rostogolesc din vulcan, ci fragmente fierbinți care zboară de pe crusta limbii de lavă.Pe parcursul unui an, 4 km 3 de lavă se revarsă din adâncuri, ceea ce este destul de puțin, având în vedere dimensiunea planetei noastre. Dacă acest număr ar fi semnificativ mai mare, ar începe procesele de schimbări climatice globale, ceea ce s-a întâmplat de mai multe ori în trecut. În ultimii ani, oamenii de știință au discutat în mod activ următorul scenariu de dezastru la sfârșitul perioadei Cretacice, cu aproximativ 65 de milioane de ani în urmă. Apoi, din cauza prăbușirii finale a Gondwana, în unele locuri magma fierbinte a ajuns prea aproape de suprafață și a erupt în mase uriașe. Aflorimentele sale erau deosebit de abundente pe platforma indiană, care era acoperită cu numeroase falii de până la 100 de kilometri lungime. Aproape un milion de metri cubi de lavă răspândiți pe o suprafață de 1,5 milioane km2. În unele locuri acoperirile au atins o grosime de doi kilometri, ceea ce este clar vizibil din secțiunile geologice ale Podișului Deccan. Experții estimează că lava a umplut zona timp de 30.000 de ani - suficient de rapid pentru ca porțiuni mari de dioxid de carbon și gaze care conțin sulf să se separe de topitura de răcire, să ajungă în stratosferă și să provoace o scădere a stratului de ozon. Schimbările climatice dramatice ulterioare au dus la dispariția în masă a animalelor la granița erelor mezozoic și cenozoic. Peste 45% din genurile diferitelor organisme au dispărut de pe Pământ.
Nu toată lumea acceptă ipoteza despre influența fluxului de lavă asupra climei, dar faptele sunt clare: disparițiile globale ale faunei coincid în timp cu formarea câmpurilor de lavă extinse. Deci, acum 250 de milioane de ani, când a avut loc o extincție în masă a tuturor viețuitoarelor, au avut loc erupții puternice în Siberia de Est. Suprafața acoperirilor de lavă a fost de 2,5 milioane km 2, iar grosimea lor totală în regiunea Norilsk a ajuns la trei kilometri.
Sânge negru al planeteiLavele care au provocat astfel de evenimente de amploare în trecut sunt reprezentate de cel mai comun tip de pe Pământ - bazalt. Numele lor indică faptul că s-au transformat ulterior într-o stâncă neagră și grea - bazalt. Lavele bazaltice sunt pe jumătate formate din dioxid de siliciu (cuarț), jumătate din oxid de aluminiu, fier, magneziu și alte metale. Metalele sunt cele care asigură temperatura ridicată a topiturii - mai mult de 1.200 ° C și mobilitate - fluxul de bazalt curge de obicei cu o viteză de aproximativ 2 m/s, ceea ce, totuși, nu ar trebui să fie surprinzător: aceasta este viteza medie. a unei persoane care alergă. În 1950, în timpul erupției vulcanului Mauna Loa din Hawaii, a fost măsurată cea mai rapidă curgere de lavă: marginea sa anterioară s-a deplasat prin pădure rară cu o viteză de 2,8 m/s. Când poteca este asfaltată, următoarele pâraie curg, ca să spunem așa, în urmărire mult mai repede. Fuziunea, limbile de lavă formează râuri, în mijlocul cărora topirea se mișcă cu viteză mare - 10–18 m/s.
Fluxurile de lavă bazaltică se caracterizează printr-o grosime mică (câțiva metri) și o întindere mare (zeci de kilometri). Suprafața bazaltului care curge cel mai adesea seamănă cu o grămadă de frânghii întinse de-a lungul mișcării lavei. Se numește cuvântul hawaian „pahoehoe”, care, conform geologilor locali, nu înseamnă altceva decât un anumit tip de lavă. Fluxurile bazaltice mai vâscoase formează câmpuri de fragmente de lavă cu unghiuri ascuțite, asemănătoare unor vârfuri, numite și „lave aa” în moda hawaiană.
Lavele bazaltice nu sunt comune doar pe uscat, ci și mai frecvente în oceane. Fundurile oceanelor sunt plăci mari de bazalt cu o grosime de 5-10 kilometri. Potrivit geologului american Joy Crisp, trei sferturi din toate lavele care erup pe Pământ în fiecare an provin din erupții subacvatice. Bazalții curg în mod constant din crestele ciclopice care traversează fundurile oceanelor și marchează limitele plăcilor litosferice. Oricât de lentă ar fi mișcarea plăcilor, aceasta este însoțită de o puternică activitate seismică și vulcanică pe fundul oceanului. Masele mari de topire provenite din faliile oceanului nu permit plăcilor să devină mai subțiri, ele cresc constant.
Erupțiile de bazalt subacvatice ne arată un alt tip de suprafață de lavă. De îndată ce următoarea porțiune de lavă stropește pe fund și intră în contact cu apa, suprafața ei se răcește și ia forma unei picături - o „pernă”. De aici și numele - lavă de pernă, sau lavă de pernă. Lava de pernă se formează ori de câte ori materialul topit intră într-un mediu rece. Adesea, în timpul unei erupții subglaciare, când fluxul se rostogolește într-un râu sau într-un alt corp de apă, lava se solidifică sub formă de sticlă, care imediat izbucnește și se sfărâmă în fragmente asemănătoare plăcilor.
Câmpuri vaste de bazalt (capcane) vechi de sute de milioane de ani ascund forme și mai neobișnuite. Acolo unde capcanele antice ies la suprafață, cum ar fi, de exemplu, în stâncile râurilor siberiene, puteți găsi șiruri de prisme verticale cu 5 și 6 laturi. Aceasta este o separare coloană care se formează în timpul răcirii lente a unei mase mari de topitură omogenă. Bazalt scade treptat în volum și crapă de-a lungul unor planuri strict definite. Dacă câmpul de capcane, dimpotrivă, este expus de sus, atunci în loc de stâlpi, suprafețele apar ca și cum ar fi pavate cu pietre de pavaj gigantice - „pavaje de giganți”. Se găsesc pe multe platouri de lavă, dar cele mai faimoase sunt în Marea Britanie.
Nici temperatura ridicată, nici duritatea lavei solidificate nu servesc ca un obstacol în calea pătrunderii vieții în ea. La începutul anilor 90 ai secolului trecut, oamenii de știință au descoperit microorganisme care se stabilesc în lava de bazalt care a erupt pe fundul oceanului. De îndată ce topitura se răcește puțin, microbii „roșează” pasajele din ea și stabilesc colonii. Ele au fost descoperite prin prezența în bazalți a anumitor izotopi de carbon, azot și fosfor - produse tipice eliberate de ființele vii.
Cu cât este mai mult silice în lavă, cu atât este mai vâscos. Așa-numitele lave medii, cu un conținut de dioxid de siliciu de 53–62%, nu mai curg la fel de repede și nu sunt la fel de fierbinți ca lavele bazaltice. Temperatura lor variază de la 800 la 900°C, iar viteza de curgere este de câțiva metri pe zi. Vâscozitatea crescută a lavei, sau mai degrabă a magmei, deoarece topirea își dobândește toate proprietățile de bază la adâncime, schimbă radical comportamentul vulcanului. Din magma vâscoasă, este mai dificil să se elibereze bulele de gaz acumulate în ea. La apropierea de suprafață, presiunea din interiorul bulelor din topitură depășește presiunea asupra acestora în exterior și gazele sunt eliberate cu o explozie.
De obicei, se formează o crustă la marginea anterioară a limbii de lavă, mai vâscoasă, care se crăpă și se sfărâmă. Fragmentele sunt zdrobite imediat de masa fierbinte care presează în spatele lor, dar nu au timp să se dizolve în ea, ci se întăresc ca cărămizile din beton, formând o rocă cu o structură caracteristică - brecia de lavă. Chiar și după zeci de milioane de ani, brecia de lavă își păstrează structura și indică faptul că o erupție vulcanică a avut loc cândva în acest loc.În centrul Oregonului, SUA, se află vulcanul Newberry, care este interesant datorită lavelor sale de compoziție intermediară. Ultima dată când a fost activ a fost în urmă cu mai bine de o mie de ani, iar în stadiul final al erupției, înainte de a adormi, din vulcan a revărsat o limbă de lavă de 1.800 de metri lungime și aproximativ doi metri grosime, înghețată sub formă de pură. obsidian - sticlă vulcanică neagră. O astfel de sticlă se obține atunci când topitura se răcește rapid fără a avea timp să se cristalizeze. În plus, obsidianul se găsește adesea la periferia unui flux de lavă, care se răcește mai repede. În timp, cristalele încep să crească în sticlă și se transformă într-una dintre rocile acide sau intermediare. De aceea, obsidianul se găsește doar printre produsele de erupție relativ tinere; nu se mai găsește în vulcanicii antici.
De la naibii de degete la fiamme
Dacă cantitatea de silice ocupă mai mult de 63% din compoziție, topitura devine complet vâscoasă și stângace. Cel mai adesea, o astfel de lavă, numită acidă, nu poate curge deloc și se solidifică în canalul de alimentare sau este stoarsă din orificiu sub formă de obeliscuri, „degete ale diavolului”, turnuri și coloane. Dacă magma acidă reușește totuși să ajungă la suprafață și să se reverse, fluxurile sale se mișcă extrem de încet, câțiva centimetri, uneori metri pe oră.
Rocile neobișnuite sunt asociate cu topituri acide. De exemplu, ignimbritele. Când topitura acidă din camera apropiată de suprafață este saturată cu gaze, aceasta devine extrem de mobilă și este evacuată rapid din orificiu de ventilație, apoi, împreună cu tuf și cenușă, se revarsă în depresiunea formată după ejectare - caldera. În timp, acest amestec se întărește și se cristalizează, iar lentilele mari de sticlă închisă ies clar pe fundalul gri al stâncii sub formă de frânturi neregulate, scântei sau flăcări, motiv pentru care sunt numite „fiamme”. Acestea sunt urme ale stratificării topiturii acide când aceasta era încă sub pământ.
Uneori, lava acidă devine atât de saturată cu gaze încât fierbe literalmente și devine piatră ponce. Piatra ponce este un material foarte ușor, cu o densitate mai mică decât cea a apei, așa că se întâmplă ca după erupții subacvatice, marinarii să observe câmpuri întregi de piatră ponce plutitoare în ocean.
Multe întrebări legate de lave rămân fără răspuns. De exemplu, de ce pot curge lave de compoziții diferite din același vulcan, ca, de exemplu, în Kamchatka. Dar dacă în acest caz există ipoteze cel puțin convingătoare, atunci apariția lavei carbonatice rămâne un mister complet. Acesta, compus pe jumătate din carbonați de sodiu și potasiu, este în prezent erupt de singurul vulcan de pe Pământ - Oldoinyo Lengai din nordul Tanzaniei. Temperatura de topire este de 510°C. Aceasta este cea mai rece și mai lichidă lavă din lume, curge de-a lungul pământului ca apa. Culoarea lavei fierbinți este neagră sau maro închis, dar după doar câteva ore de expunere la aer, topitura de carbonat devine mai deschisă, iar după câteva luni devine aproape albă. Lavele carbonatate înghețate sunt moi și fragile și se dizolvă ușor în apă, motiv pentru care geologii nu găsesc urme de erupții similare în vremurile străvechi.Lava joacă un rol cheie într-una dintre cele mai presante probleme ale geologiei - ceea ce încălzește interiorul Pământului. De ce apar buzunare de material topit în manta, care se ridică în sus, se topesc prin scoarța terestră și dau naștere vulcanilor? Lava este doar o mică parte a unui proces planetar puternic, ale cărui izvoare sunt ascunse adânc în subteran.
» » Răcirea lavei
Timpul necesar pentru răcirea lavei nu poate fi determinat cu precizie: în funcție de puterea curgerii, de structura lavei și de gradul de căldură inițială, acesta variază foarte mult. În unele cazuri, lava se întărește extrem de repede; de exemplu, una dintre curgerile Vezuviului a înghețat în 1832 în două luni. În alte cazuri, lavele sunt în mișcare timp de până la doi ani; adesea, după câțiva ani, temperatura lavei rămâne extrem de ridicată: o bucată de lemn înfiptă în ea ia foc instantaneu. Aceasta a fost, de exemplu, lava Vezuviului în 1876, la patru ani după erupție; în 1878 deja se răcise.
Unele fluxuri formează fumarole de-a lungul multor ani. La Jorullo, în Mexic, în izvoarele care treceau prin lava care s-a revărsat acum 46 de ani, Humboldt a observat o temperatură de 54°. Fluxurile de putere semnificativă îngheață și mai mult. Skaptar-jokul din Islanda în 1783 a identificat două fluxuri de lavă, al căror volum îl depășește pe cel al lui Motzblanc; Nu este de mirare că o masă atât de puternică s-a solidificat treptat pe parcursul a aproximativ un secol.
Am văzut că fluxurile de lavă se solidifică rapid de la suprafață și sunt acoperite cu o crustă tare, în care masa lichidă se mișcă, ca într-o țeavă. Dacă după aceasta cantitatea de lavă eliberată scade, atunci o astfel de țeavă nu va fi umplută complet cu ea: capacul superior se va scufunda treptat, mai puternic la mijloc și mai puțin la margini; În loc de suprafața obișnuită convexă, care este reprezentată de orice masă fluidă groasă, obțineți o suprafață concavă sub forma unui șanț. Cu toate acestea, crusta tare care acoperă pârâul nu se scufundă întotdeauna: dacă este suficient de puternică și de puternică, va rezista la propria greutate; în astfel de cazuri, se formează goluri în interiorul fluxului înghețat; fără îndoială, așa au apărut celebrele grote ale Islandei. Cel mai faimos dintre ele este Surtshellir („Peștera Neagră”) lângă Kalmanstung, situată într-un câmp uriaș de lavă; lungimea sa este de 1600 m, lățimea 16-18 m și înălțimea 11 - 12 m. Se compune dintr-o sală principală cu un număr de camere laterale. Pereții grotei sunt acoperiți cu formațiuni strălucitoare sticloase, din tavan coboară magnifice stalactite de lavă; Pe laterale sunt vizibile dungi lungi - urme ale unei mase lichide de foc în mișcare. Multe fluxuri de lavă de pe insula Hawaii sunt tăiate de grote lungi, ca niște tuneluri: în unele locuri aceste grote sunt foarte înguste, uneori se lărgește până la 20 m și formează săli vaste înalte decorate cu stalactite; se întind uneori pe mulți kilometri și se răsucesc, urmând toate direcțiile fluxului de lavă. Tuneluri similare au fost descrise și pe insulele vulcanice Bourbon (Reunion) și Amsterdam.
- Descoperiri în zoologie ale secolului XX
- Descrieți rolul geopolitic al NATO în condiții moderne Spurs - Integrare internațională și organizații internaționale
- Habitatul și influența mediului asupra sănătății umane Sistemele tehnogene și interacțiunea lor cu mediul
- Cele mai interesante ghicitori despre personaje de basm Ghici basmele, ghicitori bazate pe citate din ele