Магматическая вулканическая порода

Вулканическая порода — это особый тип магматической породы, которая образуется, когда магма прорывается на поверхность и затвердевает в субаэральной среде. Его изучение дает представление о прошлой и, возможно, будущей вулканической активности.

Магма — это жидкая горная порода, которая образуется в недрах Земли и достигает температуры от 800 до 1200 °C. Существует три основных механизма образования магмы: присоединение тепла, добавление летучих веществ или декомпрессия. Каждый из этих различных типов плавления производит определенные типы магмы и, следовательно, порождает вулканы с различными стилями извержения и структурой. Это видео проиллюстрирует различия между типами отложения лавы в небольших масштабах с использованием парафина и различными типами извержения с помощью демонстрации на основе CO₂.

Высоковязкие магмы с высоким содержанием летучих веществ, как правило, вызывают наибольшие взрывные извержения по сравнению с магмами с низкой вязкостью и низким содержанием летучих веществ, которые обычно вызывают наиболее спокойные извержения.

При спокойных извержениях лава стекает со склона вулкана или наружу из трещин. Потоки лавы, как правило, движутся медленно и как таковые могут причинить ущерб имуществу, но редко приводят к человеческим жертвам. Напротив, более взрывные реакции приводят к тому, что магма, горная порода и газ, известные как «пирокластический материал», выбрасываются из вулкана.

Тип расплавляемой мантии, а также степень плавления могут влиять на состав магмы. Образовавшаяся в результате магма затем повлияет на образовавшийся вулкан и наблюдаемый тип извержения.

Как правило, вязкая магма более фельзитная по составу и образуется в результате плавления континентальной коры или континентальной литосферы. Напротив, менее вязкая магма, как правило, является мафической и образуется во время плавления океанической литосферы или таяния астеноферной мантии. Для получения дополнительной информации о фельзитовых и мафических породах смотрите другое видео этой коллекции о магматических породах.

Вулканы обычно образуются в результате последовательного отложения лавы с течением времени. Высоковязкая лава создает высокие, крутые сооружения, известные как стратовулканы. Напротив, свободно текущая лава проходит дальше, прежде чем затвердеть, создавая короткие, низкопрофильные структуры, известные как щитовые вулканы.

Теперь, когда мы знакомы с концепциями, лежащими в основе образования, отложения магмы и извержения вулкана, давайте посмотрим, как их можно смоделировать в лаборатории.

Первая процедура демонстрирует спокойные и взрывные извержения. Для начала заполните пластиковую емкость с тонким горлышком примерно наполовину теплой водой. Чтобы смоделировать структуру вулкана, закопайте бутылку под пластилином или тестом, оставив открытым только отверстие горлышка бутылки. Далее добавьте примерно 4 чайные ложки пищевой соды.

Добавляйте уксус в бутылку до тех пор, пока он не начнет шипучим. Включение красителя может помочь улучшить видимость. Для спокойного извержения оставьте флакон открытым. Если вы хотите симулировать сильное извержение, закупорьте бутылку.

Во время спокойного извержения часть материала вытекла наружу, как поток лавы. Пенистый характер потока напоминает лаву, которая заряжена летучими веществами.

Большинство извержений вулканов связаны с потерями летучих веществ. Те, которые особенно взрывоопасны, будут иметь значительные летучие излучения. В закупоренном контейнере первоначальное извержение включает в себя материал пирокластического типа, который выбрасывается в воздух над вулканическим сооружением. Это также указывает на то, что может произойти в естественно заблокированных вулканах.

Следующая демонстрация связана с наслоением лавы. Чтобы продемонстрировать это, нагрейте парафин на горячей плите до тех пор, пока он не станет вязкой жидкостью. Насыпьте жидкий парафин на наклонную тонкую картонную поверхность с изгибами различной формы. Этот разнообразный градиент имитирует поток лавы на неровной поверхности настоящих вулканов. По мере того, как парафин течет по неровной поверхности, он образует слой различной толщины, который имитирует то, что можно было бы увидеть на поверхности настоящего вулкана. Дайте первому слою парафина остыть, затем налейте второй слой поверх первого, начиная с того же места. Повторите этот процесс несколько раз, чтобы смоделировать последовательные потоки лавы.

Обратите внимание, как слои истончаются с расстоянием от источника магмы. Также обратите внимание, что последующие горячие слои или извержения могут частично расплавить нижележащие слои.

Наслоение демонстрирует принцип суперпозиции. Более старые слои находятся на дне, а выше — отложения от более поздних извержений.

Кроме того, изогнутая поверхность карты имитирует неровную поверхность, наблюдаемую на большинстве вулканов. Магма разной толщины будет собираться на более крутых или более мелких участках поверхности вулкана, меняя ландшафт вулкана с каждым последующим извержением.

Понимание состава, формирования вулканических пород и свойств, которые приводят к различным явлениям извержения, имеет огромное применение для геологов и человечества в целом.

Распознавание типов вулканических пород в полевых условиях и их связь с конкретными стилями извержения может проинформировать геологов о типе угрозы, которую представляют близлежащие сообщества. Эта информация может помочь в реализации планов действий в чрезвычайных ситуациях на случай извержения, а также в целенаправленном строительстве безопасности или городском планировании.

Типы вулканических пород также могут быть изучены для оценки серьезности или взрывоопасности прошлых извержений. Эта информация может быть полезна при планировании землепользования. Поскольку вулканические отложения также могут положительно влиять на почву и сельское хозяйство, такие районы могут быть экономически плодотворными, если риск сильного извержения считается низким.

Вулканические слои могут быть окном в геологическую историю региона. Слои могут содержать информацию о климате, окружающей среде и жизни в прошлом, и их легко датировать, что обеспечивает полезные временные маркеры в геологических исследованиях. Вулканы также могут создавать живописные пейзажи, в том числе знаменитое Трон Артура, с которого открывается вид на город Эдинбург в Шотландии. Это самая большая оставшаяся часть потухшего вулкана, относящаяся к каменноугольному периоду, и обозначена как место особого научного интереса.

Вы только что посмотрели введение JoVE в вулканические магматические породы. Теперь вы должны понять различные типы магмы и их отложение, принципы спокойных и взрывных извержений, а также то, как их моделировать в лаборатории или дома. Спасибо за просмотр! Спасибо за просмотр!