Основные лавы. Что такое лава? Разновидности лавы

Вулканы всегда привлекали как учёных, так и обывателей. Их называют тоннелями или ходами в центр Земли, ведь при их извержении на поверхность выходит лава, наполняющая глубокие недра нашей планеты. Именно изучение вулканов позволило учёным выдвинуть множество гипотез о сложных физических и химических процессах, протекающих на глубине, исчисляющейся тысячами километров.

Извержение вулканов

Извержение вулканов может начинаться по-разному. Иногда дремлющий великан заранее предупреждает о своём скором пробуждении. В этом случае происходят мелкомасштабные землетрясения в его окрестности, а из жерла перед истечением лавы выходит дым с примесью пепла, который поднимается высоко в атмосферу и не даёт лучам Солнца проникать к земной поверхности. Бывает даже так, что явления, предшествующие самому извержению вулкана, начинаются за несколько недель и даже месяцев до выхода лавы из вулкана. Но так бывает не всегда. Иногда извержение вулкана происходит почти мгновенно, без предварительных предупреждающих признаков.

Материалы по теме:

Землетрясения и вулканы

Скорость извержения вулканов

Учёные выяснили, что скорость данного процесса напрямую зависит от вещества, составляющего основу лавы. У этих веществ разная температура плавления и разное влияние на текучесть лавы, в которой у медленно извергающихся вулканов преобладают андезит и дацит, а у быстро извергающихся – риолит. Помимо химического состава лавы на скорость извержения вулканов большое влияние оказывает количество газов, растворённых в лаве. Чем их больше, тем скорость истечения потока выше. Иногда при очень большом количестве газов может произойти взрыв, приводящий к стремительному выходу лавины из вулканического жерла.

Эксперимент выхода лавы

Некоторые данные о вулканах были подтверждены в лабораторных условиях: риолит был нагрет до 800 градусов по Цельсию, что приблизительно соответствует температуре вулканических недр при начале извержения. Было доказано, что при данных условиях это вещество становится очень текучим из-за низкой вязкости. Поэтому в реальных условиях позволяет ему выходить из жерла вулкана с большой скоростью. К сожалению, толчком к проведению данного эксперимента стала природная катастрофа, имевшая место в Чили в городке Чайтен, который находится в 10 километрах от вулкана с тем же названием.

Материалы по теме:

Почему происходят извержения вулканов?

Трагедия произошла 1 мая 2008 года. Меньше, чем за сутки до извержения начались интенсивные подземные толчки, и вскоре дым с пеплом стал подниматься в атмосферу. Всё произошло настолько быстро, что осуществить спасательные мероприятия было практически невозможно. Извержение было продолжительным и интенсивным, что за ним можно было наблюдать даже с околоземной орбиты. Это было событие мирового масштаба, за которым следили учёные многих стран. Анализ образцов пемзы проводили двое учёных – Дональд Дингвелл и Джонатан Кастро.

Лава у разных вулканов различна. Она отличается по составу, цвету, температуре, примесям и т. п.

Карбонатная лава

Наполовину состоит из карбонатов натрия и калия. Это самая холодная и жидкая лава на земле, она течёт по земле словно вода. Температура карбонатной лавы всего 510-600 °C. Цвет горячей лавы - чёрный или тёмно-коричневый, однако по мере остывания становится светлее, а спустя несколько месяцев становится почти белым. Застывшие карбонатные лавы - мягкие и ломкие, легко растворяются в воде. Карбонатная лава течёт только из вулкана Олдоиньо-Ленгаи в Танзании.

Кремниевая лава

Кремниевая лава наиболее характерна для вулканов Тихоокеанского огненного кольца. Такая лава обычно очень вязкая и иногда застывает в жерле вулкана ещё до окончания извержения, тем самым прекращая его. Закупоренный пробкой вулкан может немного вздуться, а затем извержение возобновляется, как правило сильнейшим взрывом. Цвет горячей лавы - тёмный или чёрно-красный. Застывшие кремниевые лавы могут образовать вулканическое стекло чёрного цвета. Подобное стекло получается, когда расплав быстро остывает, не успевая кристаллизоваться.

Базальтовая лава

Основной тип лавы, извергаемый из мантии, характерен для океанических щитовых вулканов. Наполовину состоит из диоксида кремния, наполовину - из оксида алюминия, железа, магния и других металлов. Для базальтовых лавовых потоков характерны малая толщина (первые метры) и большая протяжённость (десятки километров). Цвет горячей лавы - жёлтый или жёлто-красный.

Магма - представляет собой при­родный, чаще всего силикатный, раскаленный, жидкий расплав, воз­никающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма - это лава.

Разновидности магмы

Базальтовая (основная) магма, по-видимому, имеет боль­шее распространение. В ней содержится около 50 % кремнезёма, в значительном количестве присутствуют алюминий, каль­ций, железо и магний, в меньшем -натрий, калий, титан и фосфор. По химическому составу базальтовые магмы подразделяются на толеитовую (перенасыщенна кремнезёмом) и щёлочно-базальтовую (оливин-базальтовую) магму (недонасыщенную кремнезёмом, но обогащённую щелочами).

Гранитная (риолитовая, кислая) магма содержит 60-65 % кремнезёма, она имеет меньшую плотность, более вязкая, ме­нее подвижная, в большей степени чем базальтовая магма на­сыщена газами.

В зависимости от харак­тера движения магмы и места её застывания, различают два типа магматизма: интрузивный и эффузивный . В первом случае магма остывает и кристаллизуется на глубине, в недрах Земли, во втором - на земной поверхности или в приповерхностных условиях (до 5 км).

11.Магматические горные породы

Магматические горные породы - это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания . По условиям образования различают две подгруппы магматических горных пород: интрузивные (глубинные), от латинского слова “интрузио” – внедрение; эффузивные (излившиеся) от латинского слова “эффузио” – излияние. Интрузивные (глубинные) горные породы образуются при медленном постепенном остывании магмы, внедренной в нижние слои земной коры, в условиях повышенного давления и высоких температур. Выделение минералов из вещества магмы при ее остывании происходит строго в определенной последовательности, каждый минерал имеет свою температуру образования. Сначала образуются тугоплавкие темноцветные минералы (пироксены, роговая обманка, биотит, …), далее рудные минералы, затем полевые шпаты и последним выделяется в виде кристаллов кварц. Главные представители интрузивных магматических горных пород – граниты, диориты, сиениты, габбро, перидотиты. Эффузивные (излившиеся) горные породы образуются при остывании магмы в виде лавы на поверхности земной коры или вблизи нее. По вещественному составу эффузивные горные породы сходны с глубинными, они образуются из одной и той же магмы, но в разных термодинамических условиях (давлении, температуре и др.). На поверхности земной коры магма в виде лавы остывает значительно быстрее, чем на некоторой глубине от нее. Главные представители эффузивных магматических горных пород – обсидианы, туфы, пемзы, базальты, андезиты, трахиты, липариты, дациты, риолиты. Основные отличительные признаки эффузивных (излившихся) магматических горных пород, которые определяются их происхождением и условиями образования: для большинства образцов грунтов характерна некристаллическая, тонко-,мелкозернистая структура с отдельными видимыми глазом кристаллами; для некоторых образцов грунтов характерно наличие пустот, пор, пятен; в некоторых образцах грунтов присутствует какая-либо закономерность пространственной ориентировки компонентов (окраски, овальных пустот и др.). Отличия эффузивных горных пород друг от друга, как и интрузивных горных пород друг от друга, определяются условиями их образования и вещественным составом магмы, что проявляется в различной их окраске (светлые – темные) и составе компонентов. В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO2) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы.

» Движение лавы

Быстрота движения лавы различна, смотря по ее густоте и по наклону местности, где она совершает свой путь. Относительно небольшие лавовые потоки, льющиеся по крутым склонам, подвигаются вперед чрезвычайно быстро; поток, выброшенный Везувием 12 августа 1805 г., мчался по крутым склонам конуса с поразительной скоростью и в первые четыре минуты сделал 5 ½ км, а в 1631 г. другой поток того же вулкана достиг моря в течение одного часа, т.е. прошел в это время 8 км. Особенно жидкие лавы выделяются открытыми базальтовыми вулканами о-ва Гавайи; они до того подвижны, что на обрывах образуют настоящие лавопады и могут двигаться при самом ничтожном наклоне почвы, даже в Г. Неоднократно наблюдалось, как эти лавы проходили 10-20 и даже 30 км в час. Но такая быстрота движения принадлежит во всяком случае к числу исключений; даже та лава, которую наблюдал Скроп в 1822 г. и которая в течении 15 минут успела спуститься от края кратера Везувия до подножия конуса, является далеко не обычной. На Этне движение лавы считают уже быстрым, если оно совершается со скоростью 1 км в 2-3 часа. Обыкновенно лава движется и того медленнее и в некоторых случаях проходит только 1 м в час.

Лава, вытекающая из вулкана в расплавленном состоянии, обладает бело-калильным блеском и внутри кратера долго его сохраняет: это хорошо можно видеть там, где, благодаря трещинам, обнажаются глубокие части потока. Вне кратера лава быстро охлаждается, и поток покрывается скоро твердой корой, состоящей из темной шлаковой массы; в течение непродолжительного времени она становится столь крепкой, что человек может спокойно ходить по ней; иногда по такой коре, покрывающей еще движущийся поток, можно подняться до того места, откуда лава вытекает. Твердая шлаковая кора образует нечто вроде трубы, внутри которой движется жидкая масса. Передний конец лавового потока также покрывается черной твердой корой; при дальнейшем движении лава придавливает эту кору к земле и течет по ней дальше, покрываясь спереди новой шлаковой оболочкой. Это явление не имеет места только при очень быстром движении лавы; в остальных случаях путем сбрасывания и передвигания шлаков образуется слой застывшей лавы, по которому и движется поток. Последний представляет редкое зрелище: переднюю часть его Пулет Скроп сравнивает с огромной кучей углей, которые, под влиянием какого-то давления сзади, нагромождаются друг на друга. Движение его сопровождается шумом, подобным звону разливающегося металла; этот шум происходит вследствие трения отдельных комков лавы, их раздробления и сокращения.

Твердая кора лавового потока обыкновенно не представляет ровной поверхности; она покрыта множеством трещин, через которые иногда вытекает жидкая лава; глыбы, образовавшиеся вследствие раздробления первоначального покрова, сталкиваются друг с другом, подобно льдинам во время ледохода. Трудно вообразить более дикую и угрюмую картину, чем та, которую представляет нам внешняя поверхность потока глыбовой лавы. Еще своеобразнее формы так называемой волнистой лавы, которая наблюдается реже, но хорошо известна всякому посетителю Везувия. Дорога от Резины до обсерватории проложена на значительном протяжении по такой лаве; последняя выброшена Везувием в 1855 г. Покров таких потоков не разбивается на куски, а представляет сплошную массу, неровная поверхность которой своим своеобразным видом напоминает кишечные сплетения.

» » Остывание лавы

Время, необходимое для остывания лавы, не может быть определено точно: в зависимости от мощности потока, строения лавы и степени первоначального жара оно бывает очень различно. В некоторых случаях лава застывает чрезвычайно быстро; так, напр., один из потоков Везувия в 1832 г. застыл в два месяца. В других случаях лавы находятся в движении до двух лет; часто по прошествии несколько лет температура лавы остается чрезвычайно высокой: кусок дерева, воткнутый в нее, мгновенно загорается. Такова была, напр., лава Везувия в 1876 г., через четыре года после извержения; в 1878 г. она уже остыла.

Некоторые потоки в течение многих лет образуют фумаролы. На Хорулло, в Мексике, в ключах, проходивших через лаву, которая вылилась 46 лет тому назад, Гумбольдт наблюдал температуру в 54°. Потоки значительной мощности застывают еще дольше. Скаптар-иокул в Исландии в 1783 г. выделил два лавовых потока, объем которых превосходил объем Моцблана; нет ничего удивительного в том, что такая мощная масса застывала постепенно в течение ПО лет.

Мы видели, что лавовые потоки быстро застывают с поверхности и одеваются твердой корой, в которой жидкая масса движется, точно в трубе. Если после этого количество выделяющейся лавы уменьшится, то такая труба не будет совсем ей заполнена: верхний покров станет понемногу опускаться, сильнее в середине и меньше по краям; вместо обычной выпуклой поверхности, какую представляет всякая густая текучая масса, получится вогнутая поверхность в виде желоба. Впрочем, твердая кора, одевающая поток, опускается далеко не всегда: если она будет достаточно мощна и крепка, то выдержит собственную тяжесть; в таких случаях внутри застывшего потока образуются пустоты; без сомнения, таким именно путем возникли знаменитые гроты Исландии. Наибольшей известностью среди них пользуется Суртсхеллир («Черная пещера») у Калманстунга, расположенный среди огромного лавового поля; длина его 1600 м, ширина 16-18 м и высота 11 - 12 м. Он состоит из главной залы с целым рядом боковых камер. Стены грота покрыты стекловатыми блестящими образованиями, с потолка спускаются великолепные лавовые сталактиты; по бокам видны длинные полосы - следы двигавшейся огненно-жидкой массы. Многие лавовые потоки острова Гаваи прорезываются длинными гротами, вроде туннелей: местами эти гроты очень узки, иногда расширяются до 20 м и образуют обширные высокие залы, украшенные сталактитами; они тянутся иногда на протяжении многих километров и извиваются, следуя всем направлениям лавового потока. Подобные туннели были описаны также на вулканических островах Бурбон (Реюньон) и Амстердам.

) или очень вязкая (экструзия) масса из расплава горных пород , преимущественно силикатного состава (SiO 2 примерно от 40 до 95 %), изливающаяся на поверхность Земли при извержениях вулканов .

Термин

Слово лава заимствовано из итальянского (lava, лат. labor ) и французского языка (lave) в XVIII веке. Оно означает - «падаю, ползу, скольжу, спускаюсь (вниз)», или «то, что спускается» в результате извержения вулкана .

Образование лавы

Лава образуется при извержении вулканом магмы на поверхность Земли . Вследствие остывания и взаимодействия с газами, входящими в состав атмосферы , магма меняет свои свойства, образуя лаву. Многие вулканические островные дуги связаны с системой глубинных разломов . Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, то есть вулканический материал поступает из верхней мантии . На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах наращивается за счёт поступления мантийного вещества.

Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава, например, аа-лаву . Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы.

Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты , и базальты , а в других - только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку андезиты отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит , согласно которой океаническая кора пододвигается под островные дуги и на определённой глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.

Разновидности лавы

Лава у разных вулканов различна. Она отличается по составу, цвету, температуре, примесям и т. п.

По составу

Базальтовая лава

Основной тип лавы, извергаемый из мантии , характерен для океанических щитовых вулканов . Наполовину состоит из диоксида кремния , наполовину - из оксидов алюминия , железа , магния и других металлов. Эта лава очень подвижна и способна течь со скоростью 2 м/с. Имеет высокую температуру (1200-1300 °C). Для базальтовых лавовых потоков характерны малая толщина (метры) и большая протяжённость (десятки километров). Цвет горячей лавы - жёлтый или жёлто-красный.

Карбонатная лава

Наполовину состоит из карбонатов натрия и калия . Это самая холодная и жидкая лава, она растекается подобно воде. Температура карбонатной лавы всего 510-600 °C. Цвет горячей лавы - чёрный или тёмно-коричневый, однако по мере остывания становится светлее, а спустя несколько месяцев становится почти белым. Застывшие карбонатные лавы - мягкие и ломкие, легко растворяются в воде. Карбонатная лава течёт только из вулкана Олдоиньо-Ленгаи в Танзании .

Кремниевая лава

Наиболее характерна для вулканов Тихоокеанского огненного кольца . Обычно очень вязкая и иногда застывает в жерле вулкана ещё до окончания извержения, тем самым прекращая его. Закупоренный пробкой вулкан может несколько вздуться, а затем извержение возобновляется, как правило, сильнейшим взрывом. Средняя скорость потока такой лавы - несколько метров в день, а температура - 800-900 °C. Она содержит 53-62 % диоксида кремния (кремнезёма). Если его содержание достигает 65 %, то лава становится очень вязкой и медленной. Цвет горячей лавы - тёмный или чёрно-красный. Застывшие кремниевые лавы могут образовать вулканическое стекло чёрного цвета. Подобное стекло получается, когда расплав быстро остывает, не успевая