Подушечная лава около Гавайских островов. Видны параллельные бороздки, возникшие при выдавливании лавы через пролом в стенке материнской «подушки»
«Подушка» на «пьедестале» в окрестностях зоны активного спрединга в Галапагосском рифте
Растущая «подушка» на дне Тихого океана около островов Лау (Фиджи)
Нагромождение «подушек» в Галапагосском рифте
Лавовые отложения на острове Санта-Мария (Азорские острова). Посередине лава имеет подушечную отдельность, вверху и внизу — столбчатую
Обнажение слоя подушечной лавы на острове Титидзима (Япония)
Нагромождение «подушек» на дне Тихого океана.
Лопнувшая «подушка» с вытекшей лавой. Дно Тихого океана в районе Галапагосского рифта
Размер и форма
«Подушка» с отростком. Видно изборождённую и местами облупившуюся корку «подушки» и гладкую поверхность отростка. Тихий океан, Галапагосский рифт
Излом «подушки» с полостями, расположенными стопкой. Тихий океан, рифт около подводного вулкана Ваилулу’у.
Выветренная подушечная лава эоценового возраста около Оамару (Новая Зеландия). Видна тёмная стекловатая корка. Белые прослойки — известняк
Подушечная лава, поднятая в горы тектоническими процессами (Верхние Альпы, Франция)
Подушечная лава, появившаяся при подлёдном извержении вулкана Аскья (Исландия)
Нетипичные и ложные «подушки»
Исследование подушечных лав может дать немало информации о геологической истории местности:
У этого термина существуют и другие значения, см. Лава (значения).
10-метровый фонтан лавы
Жидкая эффузия или вязкая экструзия состоит из расплава горных пород, преимущественно силикатного состава (SiO2 примерно от 40 до 95 %). При застывании лавы образуются различные эффузивные породы. Застывшая лава принимает различные формы, может образоваться лавовое плато, лавовое озеро и другие лавовые покровы.
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.
Язык лавы на острове Гавайи
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.
Лава у разных вулканов различна. Она отличается по составу, цвету, температуре, примесям и т. п.
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.
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.
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 кристаллизоваться.
Поток лавы пахоэхоэ́
По форме потока лавы различают типы:
Застывшая лава по форме бывает в основном
и другие формы
По строению и составу лава бывает в основном
Внутри лавовой трубки, Гавайи
Такие каналы получаются при неравномерном остывании текущей со склонов вулкана лавы. Поверхностные слои лавы из-за контакта с воздухом, который гораздо холоднее самой лавы, остывают быстрее и становятся монолитными, образуя твёрдую корку. Она создаёт тепловую изоляцию для внутренних слоёв, которые остаются горячими и текучими. В результате ближе к центру лавовой трубки поток лавы ещё идёт, даже когда верхние слои остыли. По мере дальнейшего остывания лавы толщина этой корки увеличивается, замедляя скорость остывания лавы внутри лавовой трубки. И даже когда источник лавы иссякает, содержимое трубки продолжает сползать вниз под уклон, оставляя за собой пустоты, которые и называют лавовыми трубками. Выходя из трубки, лава оставляет за собой открытый проход на одном из её концов.
Это очень распространённый механизм в большинстве базальтовых лавовых потоков, что позволяет потокам лавы порой преодолевать довольно большие расстояния. Некоторые из них достигают океана и впадают в море, образуя наполовину погружённые под воду пещеры и величественные гроты.
Этапы образования лавовой трубки
Образовавшиеся лавовые каналы обладают прекрасной теплоизоляцией, в них долгое время сохраняется очень высокая температура, даже несмотря на то, что воздух на поверхности значительно холоднее. В результате корка лавовой трубки утолщается довольно медленно, так что весь объём лавы успевает протечь через образовавшийся туннель, не застывая в нём. Это позволяет развиваться лавовым трубкам очень значительной протяжённости. Одновременно с этим происходит процесс расплавления породы, по которой течёт лава и, как следствие, происходит углубление лавовой трубки. Со временем лавовый поток уменьшается и образует зазор между потолком и своей поверхностью.
Довольно редкая для лавовых трубок структура — лавовый столб. Этот столб лавы находится в лавовой трубке системы Манчжангуль на острове Чеджудо, Корея
Лавовые поля часто состоят из основной лавовой трубки и ряда более мелких трубок, которые разносят лаву для более мелких потоков. А когда извержение заканчивается, остатки лавы спускаются вниз по образовавшимся туннелям, оставляя за собой пустое пространство.
Лавовые трубки могут достигать 14 — 15 метров в ширину, хотя как правило они намного уже, и могут находиться на глубине от 1 до 15 метров под поверхностью. При этом длина лавовых трубок может быть очень большой и достигать нескольких километров. Так у гавайского вулкана Мауна Лоа одна из лавовых трубок, образовавшихся во время извержения 1859 года, входит в океан примерно в 50 км от места извержения, а длина лавовых трубок на северном склоне вулкана Тейде на острове Тенерифе, благодаря их сильному переплетению в верхней зоне вулкана, достигает около 18 км.
Система лавовых трубок в , Австралия состоит из более чем 20 трубок, многие из которых являются ответвлениями от основной трубки. Самая крупная из них составляет около 2 метров в диаметре и имеет столбчатые соединения из-за большой поверхности охлаждения. Другие трубки характеризуются концентрическими или радиальными соединениями. Большинство из этих трубок являются почти полностью заполненными из-за низкого наклона поверхности.
«Бьющий рог» на южном побережье Кауаи, Гавайи
На других планетах
Снимки с орбиты отверстий лавовых трубок на склонах вулкана Арсия на Марсе
К сожалению, распознавание лавовых трубок сегодня возможно лишь с помощью идентификации косвенных признаков, например, по наличию обрушенного верхнего покрытия, и имеет высокую степень неопределённости. К тому же размещение комплексов базы требует конкретного знания внутреннего профиля лавовых трубок и прочностного состояния покрывающего слоя, что возможно лишь при обследовании конкретной лавовой трубки.
April 18 2014, 17:31
Извержения под водой и подводные вулканы
Под водой в океане скрываются более 5000 действующих вулканов. Говоря «океан», человек представляет себе неохватную водную гладь, и редко кто задумывается о геотермальной активности на самом его дне. Но, даже не подозревая о существовании трещин в коре земли на дне океана, мы каждый день ощущаем на себе их влияние. Когда подводный вулкан извергается, лава нагревает воду. Эти пласты теплой воды поднимаются на поверхность океана, что порождает сильные ветры, влияющие на погоду на планете. Из-за постоянного движения тектонических плит на дне океана его возраст сложно установить, но, по-видимому, он не превышает 180 миллионов лет. Скалы на суше вдвое старше.
Земная кора на дне океана — а это более двух третей земной поверхности — состоит из различных тяжелых базальтовых пород и обломков скал, лежащих на глубине от 6 до 8 км.
Остров Сангеан — активный вулкан, возвышающийся на 1800 м над тихими водами Индийского океана. Эти породы тяжелее и плотнее, чем породы, составляющие земную кору на суше, и только изредка выходят на поверхность. Остров Исландия, расположенный на гребне Северо-Атлантического глобального тектонического шва и сложенный мощными пластами базальтов и других лав, как раз и является примером выхода подземных пород на поверхность. Относительно молодая земная кора на дне океана постоянно обновляется — в силу близости к расплавленной мантии, кипящей прямо под ней. Когда происходит извержение через разломы и трещины на дне океана, образуется новый слой этой коры. Остров Суртсей у южного побережья Исландии сформировался в процессе извержения вулкана, которое началось на глубине 130 м ниже уровня моря, и появился на поверхности 14 ноября 1963 года.
Самые молодые участки земной коры расположены на срединно-океанических хребтах. Далее эти участки расширяются, пока не достигают зоны субдукции, где одна тектоническая плита подминает под себя вторую. Таким образом, кора попадает обратно в мантию, где расплавляется до состояния жидкой магмы. Зоны субдукции обычно находятся в тех местах, где тяжелые океанические плиты встречаются с менее плотными по составу плитами континентальной коры, выступающими над уровнем моря.
В точках кипения мантии раскаленная магма вырывается наружу сквозь разломы коры и, застывая, поднимается, образуя подводные горные цепи. Эти точки кипения достаточно долго-временны, так как процесс вулканической активности медленно движется вдоль краев тектонических плит. В результате появляется цепь частично выступающих над водой вулканов, как на Гавайях, где острова — на самом деле верхушки длинной цепи вулканического хребта.
Всего на дне Мирового океана насчитывают примерно 20 000 вулканов. Некоторые их них — одиночные пики, другие располагаются длинными цепями. Пять тысяч из них проявляют активность только на территории Тихого океана.
В отличие от своих наземных собратьев, действующие глубоководные вулканы не извергают пар и газы. Огромное давление воды просто не позволяет им это делать. Но лава извергается из жерл, растекаясь по дну океана, и застывает так быстро, что рассыпается, образуя песок и камни. Потом океанские течения подхватывают их и относят далеко от места извержения.
Лава из вулканов, которые извергаются на средней глубине, застывает сплошным потоком эллипсоидной или шарообразной формы вокруг более горячей сердцевины. Когда морская вода попадает в вулканически активное подводное жерло, смесь пара и расплавленных скальных пород, остывая, превращается в вулканическое стекло. Черные пески (Блэк Сэнд Бич) на Гавайях образовались именно в результате такого взаимодействия морской воды и раскаленной лавы.
Срединно-Атлантический хребет является следствием расхождения океанических плит. А вулканический пояс Тихого океана, наоборот, — следствием процесса их сближения. Подводные горы — тоже результат глубоководной вулканической деятельности. Это изолированные, потухшие вулканы, которые поднимаются с глубины примерно 4000 м на высоту приблизительно 1000 м. Во всем Мировом океане насчитывается около 30 000 таких гор.
