Overview
Source : Laboratoire de Alan Lester - Université du Colorado Boulder
Les roches ignées sont les produits de refroidissement et la cristallisation du magma. Les roches volcaniques sont une variété particulière de roches ignées, formant par suite de magma violant la surface, puis refroidissement et cristallisation en milieu subaérien.
Magma est roche liquide qui varie généralement de température d’environ 800 ° C à 1 200 ° C (Figure 1). Magma s’est produite au sein de la terre par l’intermédiaire de trois mécanismes de fusion primaires, à savoir l’addition de la chaleur, ajout de substances volatiles et de décompression. Chaque mode de génération de fonte a tendance à produire des types spécifiques de magma et, par conséquent, les styles éruptifs distincts et des structures.
Figure 1. Évasion de lave fraîche sur le Kilauea à Hawaii. Lave est le terme de magma qui se trouve sur la surface de la terre.
Principles
Ajout de chaleur, souvent lié aux points chauds ou à l’accumulation d’eau de haute température se fond dans la croûte, produira les magmas felsiques (riche en silice) en milieu continental et les magmas mafiques (pauvre en silice) en milieu océanique. Ajout volatile est le mécanisme plus commun pour la production de fonte dans les zones de subduction et produit intermédiaire (abondance de silice intermédiaires), les magmas généralement conduisant à des arcs insulaires ou des plages volcaniques linéaires (comme par exemple les îles Aléoutiennes, la chaîne des cascades (Figure 2) et la Cordillère des Andes). Fusion de décompression génère des magmas mafiques et se produit dans les zones de rift. Bien que distension peut et produit en milieu continental (p. ex. vallée du Rift est-africain), ce sont le principal mécanisme pour les dorsales médio-océaniques qui entourent le globe et s’étendent à travers les bassins principaux océan (Atlantique, Pacifique, indien), ceux-ci étant, de loin, les zones dominantes de génération de magma sur notre planète de fonte.
La figure 2. panache de vapeur de 3 000 pieds du Mont St. Helens sur 19 mai 1982.
Panaches de vapeur, de gaz et de cendres, c’est au Mont St. Helens dans le début des années 1980. Par temps clair, il pourraient être vu de Portland, Oregon, 50 miles au sud. Le panache photographié ici ont augmenté de près de 3 000 pieds au-dessus du rebord du volcan. La vue est de la crête de Harry, 5 miles au nord de la montagne.
Le type de magma formé à ces différents paramètres est lié à la profondeur de la fusion, la composition du manteau en cours de fusion et le degré de fusion.
En général, milieux océaniques et des zones de rift continentales générer des magmas basaltiques de (mafiques) en raison de la fonte du manteau asthénosphérique.
En règle générale, formulaire de magmas felsiques suite à fort pourcentage de fusion de la croûte continentale ou lithosphère continentale ; forme de magmas mafiques durant la fusion de la lithosphère océanique ou du manteau asthénosphérique.
Explosivité et la viscosité du magma
Viscosité et teneur volatile sont les contrôles primaires sur l’explosivité magmatique. Les magmas felsiques hautement visqueux avec des teneurs élevées en volatils sont susceptibles de produire des éruptions les plus explosives. En revanche, très fluide (viscosité faible) et les magmas mafiques volatiles faibles contenus (par exemple , basalte) généralement produira les éruptions les plus tranquilles.
Produits volcaniques
Lorsque le magma s’échappe d’un édifice volcanique, il existe une variété de produits possibles, y compris pyroclastiques et lave.
Éruptions quiescentes permettant de magma à verser sur le côté du volcan, ou vers l’extérieur par des fissures. On appelle ces coulées de lave. Lave écoulements voyagent rarement à des vitesses supérieures à quelques kilomètres à l’heure. À ce titre, ils peuvent causer des dommages structurels, mais rarement causer des pertes en vies humaines.
Des éruptions plus explosives seront traduira par des mélanges de magma, du rock et du gaz de s’échapper du volcan. Collectivement, cette matière éjectée est appelée « pyroclastique ». Pyroclastes peut venir dans une variété de tailles de cendres (matériel à grain très fin, < 2 mm et souvent des granulométries submicroscopiques) à lapilli (2-64 mm), de tephra et bombes (> 64 mm).
Dans certains cas, une éruption pyroclastique hautement fluidisée, contenant des fragments de chauds, des gouttelettes de liquide et gaz épais, se mobiliser et se déplacent en masse rapide sur le côté d’un volcan. Ces événements sont appelées coulées pyroclastiques (Figure 3). Ils peuvent être de l’ordre de 1 000 ° C et voyager à des vitesses de l’ordre de 100 à 600 km/h. Ce sont, sans aucun doute, un des plus dangereux produits volcaniques.
Deux expériences sont présentées qui ont trait aux principes de la formation de roche volcanique. La première expérience illustre un principe clé des couches volcaniques : les dépôts de lave et le principe de superposition. La seconde expérience est une variante sur le fréquemment utilisé bicarbonate de soude et le vinaigre dans l’explosion d’une bouteille. Bien que très simple à réaliser, elle montre plusieurs aspects importants des éruptions volcaniques.
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Procedure
1. volcan de2 CO
- Remplir un récipient en plastique avec un cou mince (un 16 oz soda bouteille par exemple) à moitié plein avec de l’eau chaude.
- Enterrer la bouteille sous la modélisation d’argile ou la pâte, en laissant juste le col (l’ouverture) de la bouteille exposée, simulant la structure d’un volcan.
- Ajouter quelques gouttes de liquide vaisselle (afin de rendre le liquide mousseuse et susceptibles de produire des bulles).
- À l’aide d’un morceau de papier plié comme un entonnoir, ajouter 4 cuillères à café (environ 15 à 20 mL) de bicarbonate de soude.
- Ajouter graduellement le vinaigre rouge vers le conteneur en plastique. Si vous utilisez une bouteille de 16 onces de soude, ajouter 8-10 oz de vinaigre. Ajouter le vinaigre dans le récipient jusqu'à ce qu’il commence à effervesce.
- Si vous le souhaitez, le conteneur pour une « éruption violente » de Liège ou laisser débouchée pour une éruption plus de repos.
2. lave superposition
- Paraffine chaude sur une plaque chauffante, il devient un fluide visqueux.
- Prenez une mèche fine de carton et plier en forme coudes et creux de différentes formes. Verser de la paraffine liquide sur la surface inclinée en carton. Que les flux de paraffine sur la surface inégale, il formera une couche d’épaisseur variable, comme serait vu dans une coulée de lave réel.
- Une fois la paraffine a refroidi et solidifié, répétez l’opération deux ou trois fois, afin de simuler de lave successifs s’écoule.
Roche volcanique est un type spécifique de roche ignée qui se forme lorsque le magma contraire à la surface et se solidifie en milieu subaérien. Son étude permet de mieux comprendre dans le passé et peut-être future activité volcanique.
Magma est roche liquide, qui est produite au sein de la terre et atteint des températures de 800 à 1 200 ° C. Il existe trois principaux mécanismes de production de magma : ajout de la chaleur, l’addition de substances volatiles ou de décompression. Chacun de ces différents types de fusion produit des types spécifiques de magma et génère par conséquent des volcans avec différents styles éruptifs et de la structure. Cette vidéo illustre les différences entre les types de dépôts de lave sur une petite échelle à l’aide de cire de paraffine, et types d’éruption différente en utilisant un CO2 basent de démonstration.
Les magmas visqueux avec des teneurs élevées en volatils ont tendance à produire des éruptions les plus explosives, comparées à faible viscosité et faibles magmas contenus volatiles, qui produisent généralement les éruptions les plus tranquilles.
Dans les éruptions quiescentes, coulées de lave au large du côté du volcan, ou vers l’extérieur de fissures. Des coulées de lave sont généralement lentes à déplacer et comme telle peuvent causer des dommages à la propriété, mais rarement la perte de la vie. En revanche, les réactions plus explosives entraîner magma, rock et le gaz, collectivement connus comme « matières pyroclastiques », à s’échapper du volcan.
Le type du manteau fondu et le degré de fusion, peuvent aussi bien affecter composition du magma. Le magma qui en résultent formé affectera ensuite le volcan qui en résulte produit et le type d’éruption observée.
Magma visqueux est généralement plus felsiques en composition et formes en raison de la fonte de la croûte continentale ou de la lithosphère continentale. En revanche, moins visqueux magma est généralement mafique et forme durant la fusion d’océanique lithosphère ou asthenopheric fusion du manteau. Pour plus d’informations sur felsique et Roche mafique, voir cette autre vidéo de la collection sur roche ignée.
Volcans sont généralement générées par des dépôts successifs de lave au fil du temps. Lave très visqueuse crée des édifices de grands, raides, appelées stratovolcans. En revanche, lave fluide voyages plus loin avant la solidification, créant des structures courtes, peu encombrant appelés volcans boucliers.
Maintenant que nous sommes familiarisés avec les concepts qui sous-tendent la production de magma, le dépôt et éruption volcanique, examinons un comment ceux-ci peuvent être simulés en laboratoire.
La première procédure montre quiescentes éruptions explosives. Pour commencer, remplissez un récipient en plastique avec un cou mince à environ moitié plein d’eau chaude. Pour simuler la structure d’un volcan, enterrer la bouteille sous l’argile ou la pâte, en laissant simplement l’ouverture du col de la bouteille exposée de modélisation. Ensuite, ajoutez environ 4 c. à thé de bicarbonate de soude.
Ajouter le vinaigre dans le flacon jusqu'à ce qu’il commence à effervesce. Y compris le colorant peuvent aider à la visibilité. Pour une éruption quiescente, laisser la bouteille ouverte. Si la simulation d’une éruption violente est souhaitée, bouchon de la bouteille.
Lors de l’éruption quiescente, certains documents s’écoulait vers l’extérieur comme une coulée de lave. La nature mousseuse du débit est réminiscence de lave qui est chargé de substances volatiles.
Éruptions volcaniques plus sont liées à la perte de volatil. Ceux qui sont particulièrement explosive aura considérables émanations volatiles. Dans le conteneur désaxé, l’éruption initiale implique des matériaux pyroclastiques de type qui sont éjecté dans l’atmosphère au-dessus de l’édifice volcanique. Cela indique aussi ce qui peut arriver dans les volcans naturellement bloqués.
La démonstration suivante concerne est la superposition de la lave. Pour illustrer cela, chauffer la paraffine sur une plaque chauffante jusqu'à ce qu’il devienne un fluide visqueux. Verser de la paraffine liquide sur une surface inclinée de carton mince avec courbes de formes variées. Ce gradient varié simule la coulée de lave sur la surface inégale des vrais volcans. Pendant que la paraffine circule sur la surface inégale, il formera une couche d’épaisseur variable, ce qui simule ce que verrait sur la surface d’un vrai volcan. Permettre la première couche de paraffine refroidir, puis verser une deuxième couche sur la première, à partir du même point. Répétez ce processus plusieurs fois pour simuler des coulées de lave successives.
Notez comment les couches minces avec la distance de la source de magma. Également observer que les couches suivantes chauds ou des éruptions peuvent fondre partiellement couches sous-jacentes.
La stratification illustre le principe de superposition. Couches plus anciennes sont trouvent en bas, avec les dépôts des plus récentes éruptions stratifiées au-dessus.
En outre, la surface courbée de la carte simule la surface inégale, vue sur la plupart des volcans. Différentes épaisseurs de magma recueillera sur les parties plus ou moins profondes de la surface du volcan, de changer le paysage du volcan avec chaque éruption successifs.
Comprendre la composition des roches volcaniques, la formation et les propriétés qui conduisent à des phénomènes différents éruption a de vastes applications pour les géologues et les populations humaines dans son ensemble.
Reconnaître les types de roches volcaniques dans le domaine et qui les relient aux styles éruptifs spécifiques peuvent informer les géologues du type de menaces posées aux communautés voisines. Cette information peut aider avec la mise en œuvre de plans d’urgence de l’éruption, ou avec la construction de sécurité ciblées ou d’urbanisme.
Types de roches volcaniques peuvent également être étudiés afin d’évaluer la gravité ou l’explosivité des éruptions antérieures. Cette information peut être utile lors de la planification d’utilisation des terres. Comme dépôts volcaniques peuvent influencer également positivement de sol et l’agriculture, ces zones peuvent être économiquement fructueuses si le risque d’éruption sévère est considéré comme faible.
Les couches volcaniques peuvent être une fenêtre ouverte sur l’histoire géologique d’une région. Couches peuvent contenir des informations sur les dernières climat, environnement, vie et sont faciles à ce jour, fournissant des marqueurs de temps utile dans les enquêtes géologiques. Volcans peuvent également créer des paysages pittoresques, dont le siège d’Arthur l’emblématique, qui surplombe la ville d’Édimbourg, en Écosse. Il s’agit de la plus grande partie restante d’un volcan éteint qui remonte à la période du Carbonifère et est désigné un Site d’intérêt scientifique spécial.
Vous avez juste regardé introduction de JoVE de roches magmatiques volcaniques. Vous devez maintenant comprendre les différents types de magma et de leurs dépôts, principes d’éruptions quiescentes et explosives et comment ces simuler en laboratoire ou à domicile. Merci de regarder ! Merci de regarder !
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Results
1. volcan de2 CO
Au cours de l’expérience de2 CO, certains documents seront écoule vers l’extérieur comme une coulée de lave. La nature mousseuse du débit est réminiscence de lave qui est chargé de substances volatiles. Éruptions volcaniques plus sont liées à la perte de volatil. Ceux qui sont particulièrement explosive aura considérables émanations volatiles. Si le conteneur est bouché, puis l’éruption initiale consistera à matériel pyroclastique-type qui est éjecté dans l’atmosphère au-dessus de l’édifice volcanique.
2. volcanique superposition
Avec l’expérience de couches volcaniques complet, Notez que les couches minces avec la distance de la source de magma. Il s’agit d’un phénomène qui serait généralement considéré dans les volcans. On peut aussi considérer que les couches suivantes peuvent fondre partiellement la couche sous-jacente. Le principe de superposition peut également être observé lors de la manifestation, où les couches plus anciennes sont trouvent sur le fond, les couches plus jeunes au sommet.
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Applications and Summary
Volcanisme et roches associées sont d’un grand intérêt pour les géologues. Non seulement faire des éruptions volcaniques posent une menace pour les collectivités voisines, il est important de reconnaître qu’ils peuvent aussi conduire à des paysages pittoresques et influer positivement sur le sol et la productivité agricole.
Reconnaissant des roches volcaniques dans le domaine, qui les relient aux styles éruptifs spécifiques et s’être assuré de la régions d’activité passée font partie des fondamentale évaluations géologiques pour les régions dans lesquelles les gens vivent ou de travaillent. Roches volcaniques peuvent être des indicateurs de l’activité éruptive depuis. Les types de roches volcaniques présentes permet également d’évaluer la gravité et l’explosivité des éruptions antérieures. Comprendre les types d’éruptions (par exemple des coulées de lave (Figure 1), cendres, des coulées pyroclastiques (Figure 3)) qui pourraient se produire dans une région volcanique potentiels sont un élément crucial d’élaborer des stratégies d’atténuation.
La figure 3. Coulées pyroclastiques balayent les flancs du volcan Mayon, Philippines, 1984.
Les couches volcaniques peuvent aussi être une fenêtre ouverte sur une « page par page » l’histoire d’une région. Couches volcaniques peuvent contenir des informations sur passé climatique, l’environnement et même de la vie. En particulier, les couches volcaniques sont relativement faciles à ce jour (à la différence des couches sédimentaires) à l’aide de techniques de datation isotopiques. Par conséquent, les couches volcaniques sont utiles repères temporels dans les enquêtes géologiques.
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