Эффузивное извержение — это тип извержения вулкана , при котором лава постепенно вытекает из вулкана на землю.
Есть две основные группы извержений: эффузивные и эксплозивные. [1] Эффузивное извержение отличается от взрывного извержения , при котором магма сильно фрагментируется и быстро выбрасывается из вулкана. Эффузивные извержения наиболее распространены в базальтовых магмах, но они также встречаются в магмах среднего и кислого состава . Эти извержения образуют лавовые потоки и лавовые купола , каждый из которых различается по форме, длине и ширине. [2] Глубоко в земной коре газы растворяются в магме из-за высокого давления, но при подъеме и извержении давление быстро падает, и эти газы начинают выделяться из расплава. Извержение вулкана является эффузивным, когда извергающаяся магма бедна летучими веществами (вода, диоксид углерода, диоксид серы, хлористый водород и фтористый водород), что подавляет фрагментацию, создавая сочащуюся магму, которая выливается из жерла вулкана в окружающую среду. . [1] Форма излияний лавовых потоков определяется типом лавы (т.е. составом ), скоростью и продолжительностью извержения, а также топографией окружающего ландшафта. [3]
Чтобы произошло эффузивное извержение, магма должна быть достаточно проницаемой, чтобы позволить выбрасывать содержащиеся в ней газовые пузырьки. Если магма не превышает определенного порога проницаемости, она не может дегазироваться и произойдет взрывное извержение. Кроме того, при определенном пороге фрагментация магмы может вызвать взрывное извержение. Этот порог определяется числом Рейнольдса , безразмерным числом в гидродинамике , которое прямо пропорционально скорости жидкости . Извержения будут эффузивными, если магма имеет низкую скорость подъема. При более высоких скоростях подъема магмы фрагментация магмы превышает порог и приводит к взрывным извержениям. [4] Кремнистая магма также демонстрирует этот переход между эффузивными и эксплозивными извержениями, [5] но механизм фрагментации отличается. [4] Извержение Новарупты в 1912 году и извержение Стромболи в 2003 году продемонстрировали переход между эксплозивным и эффузивным характером извержения. [5] [6]
Магмы базальтового состава являются наиболее распространенными эффузивными извержениями, поскольку они не насыщены водой и имеют низкую вязкость. Большинство людей знают их по классическим изображениям рек лавы на Гавайях. [ нужна цитата ] Извержения базальтовой магмы часто переходят от эффузивного к эксплозивному извержению. Поведение этих извержений во многом зависит от проницаемости магмы и скорости подъема магмы. Во время извержения растворенные газы выделяются и начинают подниматься из магмы в виде газовых пузырьков. [7] Если магма поднимается достаточно медленно, эти пузырьки успеют подняться и уйти, оставляя после себя менее плавучую магму, которая плавно вытекает. Излияния базальтовой лавы охлаждаются и принимают одну из двух форм: аа или пахоэхо . [8] Этот тип потока лавы образует щитовые вулканы , которых, например, много на Гавайях , [9] и именно так формировался и сейчас формируется остров.
Кремнистые магмы чаще всего извергаются эксплозивно, но могут извергаться и эффузивно. [10] Эти магмы насыщены водой, [11] и на много порядков более вязкие, чем базальтовые магмы, что усложняет дегазацию и излияние. Дегазация перед извержением через трещины вмещающих пород, окружающих магматический очаг, [12] играет важную роль. Пузырьки газа могут начать выходить через крошечные пространства и сбрасывать давление, что видно на поверхности как отверстия плотного газа. [13] Скорость подъема магмы является наиболее важным фактором, определяющим тип извержения. Чтобы кислая магма извергалась эффузивно, скорость подъема должна составлять от 10 -5 до 10 -2 м/с при проницаемых стенках канала [4] , чтобы газ успевал раствориться и рассеяться в окружающей породе. Если скорость потока слишком велика, даже если канал проницаем, он будет действовать так, как будто он непроницаем [4] , и приведет к взрывному извержению. Кремнистые магмы обычно образуют глыбовые лавовые потоки [14] или холмы с крутыми склонами, называемые лавовыми куполами , поскольку их высокая вязкость [15] не позволяет им течь, как базальтовым магмам. Когда образуются кислые купола, они располагаются внутри и наверху канала. [16] Если купол формируется и кристаллизуется достаточно рано во время извержения, он действует как пробка в системе, [16] отрицая основной механизм дегазации. Если это произойдет, извержение обычно изменится с эффузивного на взрывное из-за повышения давления под куполом лавы. [10]