stringtranslate.com

Купол лавы

Риолитовый лавовый купол вулкана Чайтен во время извержения 2008–2010 гг.
Один из кратеров Иньо , пример риолитового купола.
Вид на Неа Камени со стороны Теры , Санторини.

В вулканологии лавовый купол — это круглый, похожий на насыпь выступ, возникающий в результате медленного выдавливания вязкой лавы из вулкана . Извержения , образующие купола, распространены, особенно в условиях конвергентных границ плит. [1] Около 6% извержений на Земле образуют лавовые купола. [ 1] Геохимия лавовых куполов может варьироваться от базальта (например, Семеру , 1946) до риолита (например, Чайтен , 2010), хотя большинство из них имеют промежуточный состав (например, Сантьягуито , дацит - андезит , в настоящее время) [2] Характерная форма купола объясняется высокой вязкостью, которая не позволяет лаве течь очень далеко. Такая высокая вязкость может быть получена двумя способами: за счет высокого содержания кремнезема в магме или за счет дегазации жидкой магмы . Поскольку вязкие базальтовые и андезитовые купола быстро выветриваются и легко разрушаются при дальнейшем поступлении жидкой лавы, большинство сохранившихся куполов имеют высокое содержание кремнезема и состоят из риолита или дацита .

Существование лавовых куполов предполагалось для некоторых куполообразных структур на Луне , Венере и Марсе , [1] например, на марсианской поверхности в западной части Arcadia Planitia и в Terra Sirenum . [3] [4]

Динамика купола

Лавовые купола в кратере вулкана Сент-Хеленс

Лавовые купола развиваются непредсказуемо из-за нелинейной динамики, вызванной кристаллизацией и выделением газа из высоковязкой лавы в канале купола . [5] Купола подвергаются различным процессам, таким как рост, разрушение, затвердевание и эрозия . [6]

Лавовые купола растут за счет эндогенного роста купола или экзогенного роста купола. Первый подразумевает увеличение лавового купола из-за притока магмы во внутреннюю часть купола, а второй относится к дискретным лепесткам лавы, размещенным на поверхности купола. [2] Высокая вязкость лавы не позволяет ей течь далеко от жерла, из которого она выдавливается, создавая куполообразную форму липкой лавы, которая затем медленно остывает на месте. [7] Шипы и потоки лавы являются обычными экструзионными продуктами лавовых куполов. [1] Купола могут достигать высоты в несколько сотен метров и могут расти медленно и устойчиво в течение месяцев (например, вулкан Унзен ), лет (например, вулкан Суфриер-Хиллз ) или даже столетий (например, вулкан Маунт-Мерапи ). Бока этих структур состоят из нестабильных обломков горных пород. Из-за прерывистого нарастания давления газа извергающиеся купола часто могут испытывать эпизоды взрывного извержения с течением времени. [8] Если часть лавового купола обрушится и обнажит находящуюся под давлением магму, могут возникнуть пирокластические потоки . [9] Другие опасности, связанные с лавовыми куполами, — это разрушение имущества потоками лавы , лесные пожары и лахары , вызванные повторной мобилизацией рыхлого пепла и обломков. Лавовые купола являются одной из основных структурных особенностей многих стратовулканов по всему миру. Лавовые купола подвержены необычайно опасным взрывам, поскольку они могут содержать риолитовую лаву, богатую кремнеземом .

Характеристики извержений лавовых куполов включают неглубокую, долгопериодную и гибридную сейсмичность , которая объясняется избыточным давлением жидкости в камере жерла. Другие характеристики лавовых куполов включают их полусферическую форму купола, циклы роста купола в течение длительных периодов и внезапные наступления сильной взрывной активности. [10] Средняя скорость роста купола может использоваться как грубый индикатор запаса магмы , но она не показывает систематической связи со временем или характеристиками взрывов лавовых куполов. [11]

Гравитационный коллапс лавового купола может привести к образованию глыбы и потока пепла . [12]

Связанные формы рельефа

Криптодомы

Выпуклый криптокупол горы Сент-Хеленс 27 апреля 1980 года

Криптокупол (от греч. κρυπτός , kryptos , «скрытый, секретный») — куполообразная структура, созданная накоплением вязкой магмы на небольшой глубине. [13] Одним из примеров криптокупола было извержение вулкана Сент-Хеленс в мае 1980 года , когда взрывное извержение началось после того, как оползень вызвал обрушение склона вулкана, что привело к взрывной декомпрессии подземного криптокупола. [14]

Лавовый хребет/Лавовый шпиль

Лавовый хребет Суфриер-Хиллз до извержения 1997 года
Рост лавового купола во время извержения вулкана Сент-Хеленс в 2004-2008 гг.

Лавовый шип или лавовый шпиль — это нарост, который может образоваться на вершине лавового купола. Лавовый шип может увеличить нестабильность нижележащего лавового купола. Недавним примером лавового шипа является шип, образовавшийся в 1997 году на вулкане Суфриер-Хиллз на Монтсеррате.

Лавовые ущелья

Купольные потоки дацитовых кратеров Чао (слева в центре), север Чили, вид с Landsat 8

Куле (или куле) — это лавовые купола, которые испытали некоторое течение от своего первоначального положения, таким образом, напоминая одновременно и лавовые купола, и лавовые потоки . [2]

Самый большой в мире известный дацитовый поток — это комплекс дацитовых куполов Чао , огромный поток-купол оврага между двумя вулканами на севере Чили . Этот поток имеет длину более 14 километров (8,7 миль), имеет очевидные особенности потока, такие как гребни давления, и фронт потока высотой 400 метров (1300 футов) (темная зубчатая линия внизу слева). [15] Есть еще один заметный поток оврага на склоне вулкана Льюльяйльяко в Аргентине , [16] и другие примеры в Андах .

Примеры лавовых куполов

Ссылки

  1. ^ abcd Колдер, Элиза С.; Лавалле, Ян; Кендрик, Джеки Э.; Бернштейн, Марк (2015). Энциклопедия вулканов . Эльзевир. стр. 343–362. дои : 10.1016/b978-0-12-385938-9.00018-3. ISBN 9780123859389.
  2. ^ abc Fink, Jonathan H.; Anderson, Steven W. (2001). «Купола и овраги лавы». В Sigursson, Haraldur (ред.). Encyclopedia of Volcanoes . Academic Press . стр. 307–19.
  3. ^ Rampey, Michael L.; Milam, Keith A.; McSween, Harry Y.; Moersch, Jeffrey E.; Christensen, Philip R. (28 июня 2007 г.). "Идентификация и размещение купольных структур в западной части равнины Аркадия, Марс". Journal of Geophysical Research . 112 (E6): E06011. Bibcode : 2007JGRE..112.6011R. doi : 10.1029/2006JE002750 .
  4. ^ Брож, Петр; Хаубер, Эрнст; Платц, Томас; Бальме, Мэтт (апрель 2015 г.). «Доказательства наличия амазонских высоковязких лав в южных высокогорьях Марса». Earth and Planetary Science Letters . 415 : 200–212. Bibcode : 2015E&PSL.415..200B. doi : 10.1016/j.epsl.2015.01.033.
  5. ^ Мельник, О; Спаркс, RSJ (4 ноября 1999), "Нелинейная динамика экструзии купола лавы" (PDF) , Nature , 402 (6757): 37–41, Bibcode : 1999Natur.402...37M, doi : 10.1038/46950, S2CID  4426887
  6. ^ Дармаван, Херлан; Уолтер, Томас Р.; Тролль, Валентин Р.; Буди-Сантосо, Агус (12.12.2018). «Ослабление структуры купола Мерапи, выявленное с помощью фотограмметрии с беспилотников после извержения 2010 года». Природные опасности и науки о системах Земли . 18 (12): 3267–3281. Bibcode : 2018NHESS..18.3267D. doi : 10.5194/nhess-18-3267-2018 . ISSN  1561-8633.
  7. ^ Дармаван, Херлан; Тролль, Валентин Р.; Уолтер, Томас Р.; Диган, Фрэнсис М.; Гейгер, Харри; Хип, Майкл Дж.; Серафин, Надирах; Харрис, Крис; Хумайда, Ханик; Мюллер, Дэниел (2022-02-25). "Скрытые механические слабости внутри лавовых куполов, обусловленные захороненными высокопористыми гидротермальными зонами изменения". Scientific Reports . 12 (1): 3202. Bibcode :2022NatSR..12.3202D. doi :10.1038/s41598-022-06765-9. ISSN  2045-2322. PMC 8881499 . PMID  35217684. 
  8. ^ Хип, Майкл Дж.; Тролль, Валентин Р.; Кушнир, Александра Р.Л.; Гилг, Х. Альберт; Коллинсон, Эми С.Д.; Диган, Фрэнсис М.; Дармаван, Херлан; Серафин, Надира; Нойберг, Юрген; Уолтер, Томас Р. (2019-11-07). «Гидротермальное изменение куполов андезитовой лавы может привести к взрывному вулканическому поведению». Nature Communications . 10 (1): 5063. Bibcode :2019NatCo..10.5063H. doi : 10.1038/s41467-019-13102-8 . ISSN  2041-1723. PMC 6838104 . PMID  31700076. 
  9. ^ Парфитт, EA; Уилсон, L (2008), Основы физической вулканологии , Массачусетс: Blackwell Publishing, стр. 256
  10. ↑ Sparks, RSJ (август 1997 г.), «Причины и последствия повышения давления при извержениях лавовых куполов», Earth and Planetary Science Letters , 150 (3–4): 177–189, Bibcode : 1997E&PSL.150..177S, doi : 10.1016/S0012-821X(97)00109-X
  11. ^ Newhall, CG; Melson., WG (сентябрь 1983 г.), «Взрывная активность, связанная с ростом вулканических куполов», Журнал вулканологии и геотермальных исследований , 17 (1–4): 111–131, Bibcode : 1983JVGR...17..111N, doi : 10.1016/0377-0273(83)90064-1
  12. ^ Коул, Пол Д.; Нери, Аугусто; Бакстер, Питер Дж. (2015). «Глава 54 – Опасности от пирокластических плотностных течений». В Sigurdsson, Haraldur (ред.). Энциклопедия вулканов (2-е изд.). Амстердам: Academic Press. стр. 943–956. doi :10.1016/B978-0-12-385938-9.00037-7. ISBN 978-0-12-385938-9.
  13. ^ "USGS: Глоссарий программы по вулканической опасности - Cryptodome". renal.usgs.gov . Получено 23.06.2018 .
  14. ^ "USGS: Программа по изучению вулканической опасности CVO Mount St. Helens". renales.usgs.gov . Архивировано из оригинала 28.05.2018 . Получено 23.06.2018 .
  15. ^ Комплекс куполов Чао-дацита в NASA Earth Observatory
  16. ^ Coulées! Эрика Клеметти, доцента кафедры наук о Земле в Университете Денисона .
  17. ^ Эйяфьятлайокудль и Катла: беспокойные соседи
  18. ^ "Shasta". Volcano World . Университет штата Орегон . 2000. Получено 30 апреля 2020 г.
  19. ^ "Вулкан Суфриер-Сент-Винсент (Вест-Индия, Сент-Винсент): длина и объем нового лавового купола увеличились вдвое с момента последнего обновления". www.volcanodiscovery.com . Получено 08.04.2021 .
  20. ^ Гото, Ёсихико; Цутия, Нобутака (июль 2004 г.). «Морфология и стиль роста миоценового подводного дацитового лавового купола в Ацуми, северо-восток Японии». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 134 (4): 255–275. Bibcode : 2004JVGR..134..255G. doi : 10.1016/j.jvolgeores.2004.03.015.
  21. ^ "Вулканическая группа Татун". Глобальная программа вулканизма, Смитсоновский институт . 2023-10-11 . Получено 2023-11-27 .
  22. ↑ Карта посткальдерного вулканизма и кратерного озера. Архивировано 04.08.2020 в Wayback Machine USGS Cascades Volcano Observatory. Получено 31.01.2014.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с лавовыми куполами и лавовыми куле .