.jpg/1280px-Pinatubo_1991-06-12_(USGS).jpg)
В вулканологии эксплозивное извержение — это извержение вулкана наиболее сильного типа. Ярким примером является извержение горы Сент-Хеленс в 1980 году . Такие извержения возникают, когда достаточное количество газа растворяется под давлением внутри вязкой магмы, так что выброшенная лава резко превращается в вулканический пепел , когда давление в жерле внезапно снижается. Иногда лавовая пробка блокирует канал, ведущий на вершину, и когда это происходит, извержения становятся более сильными. Взрывные извержения могут выбрасывать до 1000 кг (2200 фунтов) в секунду [1] камней, пыли, газа и пирокластического материала, в среднем за время извержения, которые перемещаются со скоростью несколько сотен метров в секунду на высоту до 20 км (12 миль) в атмосферу. Это облако может впоследствии рухнуть, создав быстродвижущийся пирокластический поток горячего вулканического вещества.
Вязкая магма остывает под поверхностью перед извержением. При этом из магмы выделяются пузырьки. Поскольку магма вязкая, пузырьки остаются в магме. [2] Когда магма приближается к поверхности, пузырьки и, следовательно, магма увеличиваются в объеме. Давление магмы нарастает до тех пор, пока закупорка не взорвется взрывным извержением через самое слабое место конуса, обычно кратер. (Однако в случае извержения горы Сент-Хеленс давление сбрасывалось на стороне вулкана, а не в кратере. [3] ). Сброс давления приводит к выделению большего количества газа, что происходит со взрывом. Газ может расширяться со скоростью сотни метров в секунду, расширяясь вверх и наружу. По мере извержения цепная реакция приводит к выбросу магмы со все более и более высокими скоростями. [2]
Бурно расширяющийся газ рассеивает и разрушает магму, образуя эмульсию газа и магмы, называемую вулканическим пеплом . Охлаждение газа в пепле по мере его расширения охлаждает фрагменты магмы, часто образуя крошечные осколки стекла, в которых можно распознать части стенок бывших жидких пузырьков. В более текучей магме стенки пузырьков могут успеть превратиться в сферические капли жидкости. Конечное состояние эмульсий сильно зависит от соотношения жидкости и газа. Бедная газом магма в конечном итоге охлаждается, образуя породы с небольшими полостями и превращаясь в пузырьковую лаву . Богатая газом магма охлаждается, образуя породы с полостями, которые почти соприкасаются, со средней плотностью меньше, чем у воды, образуя пемзу . Между тем, другие материалы могут быть ускорены вместе с газом, превратившись в вулканические бомбы. Они могут двигаться с такой энергией, что большие из них могут образовывать кратеры при ударе о землю. [2]
Когда эмульсия вулканического газа и магмы падает обратно на землю, она может создать поток плотности, называемый пирокластическим потоком. Эмульсия несколько разжижается газом, что позволяет ей растекаться. Они часто могут преодолевать препятствия и разрушать человеческую жизнь. [2] Пирокластические потоки возникают ближе к концу взрывных извержений, когда вулканические газы истощаются, а давление газа, поддерживающее столб извержения, снижается. Когда давление падает, столб извержения начинает разрушаться сам по себе, а пепел и камни падают обратно на землю и стекают по склонам вулкана. На Земле пирокластические потоки могут двигаться со скоростью до 80 км (50 миль) в час и достигать температуры от 200 до 700 ° C (от 392 до 1292 ° F). Высокие температуры могут сжечь легковоспламеняющиеся материалы на пути потока, включая древесину, растительность и здания. С другой стороны, когда извержение контактирует со снегом, кратерными озерами или влажной почвой в больших количествах, смешивание воды с потоком может привести к образованию лахаров [4] , которые представляют собой значительные известные риски во всем мире.
Взрывное извержение обычно вызывается выделением летучих веществ, но есть и другие способы вызвать взрывное извержение.
Фреатическое извержение может произойти при сбросе давления горячей воды под давлением. Разгерметизация снижает температуру кипения воды, поэтому при сбросе давления вода внезапно закипает. [5] Или это может произойти, когда грунтовые воды внезапно нагреваются и внезапно превращаются в пар. [6] Когда вода превращается в пар, она расширяется со сверхзвуковой скоростью, в 1700 раз превышая первоначальный объем. Этого может быть достаточно, чтобы разрушить твердую породу и отбросить ее обломки на сотни метров. [7]
Фреатомагматическое извержение содержит магматический материал, в отличие от фреатического извержения, которое его не содержит. [8]
Одним из механизмов эксплозивного криовулканизма является контакт криомагмы с клатратными гидратами . Клатратные гидраты при воздействии высоких температур легко разлагаются. В статье 1982 года указывалось на возможность того, что образование сжатого газа при дестабилизации клатратных гидратов, вступающих в контакт с теплой поднимающейся магмой, может вызвать взрыв, прорывающий поверхность, что приведет к взрывному криовулканизму. [9]
Если трещина достигнет поверхности ледяного тела и столб поднимающейся воды подвергнется воздействию почти вакуума на поверхности большинства ледяных тел, она немедленно начнет кипеть, поскольку давление ее пара намного превышает давление окружающей среды. Не только это, но и любые летучие вещества в воде растворятся. Сочетание этих процессов приведет к высвобождению капель и пара, которые могут подняться вверх по трещине, создавая шлейф. Считается, что это частично ответственно за ледяные шлейфы Энцелада . [9]
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )