Вулканы всегда привлекали как учёных, так и обывателей. Их называют тоннелями или ходами в центр Земли, ведь при их извержении на поверхность выходит лава, наполняющая глубокие недра нашей планеты. Именно изучение вулканов позволило учёным выдвинуть множество гипотез о сложных физических и химических процессах, протекающих на глубине, исчисляющейся тысячами километров.
Извержение вулканов
Извержение вулканов может начинаться по-разному. Иногда дремлющий великан заранее предупреждает о своём скором пробуждении. В этом случае происходят мелкомасштабные землетрясения в его окрестности, а из жерла перед истечением лавы выходит дым с примесью пепла, который поднимается высоко в атмосферу и не даёт лучам Солнца проникать к земной поверхности. Бывает даже так, что явления, предшествующие самому извержению вулкана, начинаются за несколько недель и даже месяцев до выхода лавы из вулкана. Но так бывает не всегда. Иногда извержение вулкана происходит почти мгновенно, без предварительных предупреждающих признаков.
Скорость извержения вулканов
Учёные выяснили, что скорость данного процесса напрямую зависит от вещества, составляющего основу лавы. У этих веществ разная температура плавления и разное влияние на текучесть лавы, в которой у медленно извергающихся вулканов преобладают андезит и дацит, а у быстро извергающихся – риолит. Помимо химического состава лавы на скорость извержения вулканов большое влияние оказывает количество газов, растворённых в лаве. Чем их больше, тем скорость истечения потока выше. Иногда при очень большом количестве газов может произойти взрыв, приводящий к стремительному выходу лавины из вулканического жерла.
Эксперимент выхода лавы
Некоторые данные о вулканах были подтверждены в лабораторных условиях: риолит был нагрет до 800 градусов по Цельсию, что приблизительно соответствует температуре вулканических недр при начале извержения. Было доказано, что при данных условиях это вещество становится очень текучим из-за низкой вязкости. Поэтому в реальных условиях позволяет ему выходить из жерла вулкана с большой скоростью. К сожалению, толчком к проведению данного эксперимента стала природная катастрофа, имевшая место в Чили в городке Чайтен, который находится в 10 километрах от вулкана с тем же названием.
Трагедия произошла 1 мая 2008 года. Меньше, чем за сутки до извержения начались интенсивные подземные толчки, и вскоре дым с пеплом стал подниматься в атмосферу. Всё произошло настолько быстро, что осуществить спасательные мероприятия было практически невозможно. Извержение было продолжительным и интенсивным, что за ним можно было наблюдать даже с околоземной орбиты. Это было событие мирового масштаба, за которым следили учёные многих стран. Анализ образцов пемзы проводили двое учёных – Дональд Дингвелл и Джонатан Кастро.
В результате эксперимента выяснилось, что лава поднималась приблизительно с пятикилометровой глубины с потрясающе высокой скоростью – 1 метр в секунду. Следовательно, при такой скорости для достижения земной поверхности требовалось всего лишь около 4 часов. При проведении химического анализа было обнаружено значительное содержание риолита. Также пемза содержала большое количество пустот, что говорит о значительном содержании газов в составе извергающейся лавы.
Эти данные послужили ключом к раскрытию тайны такого стремительного выхода лавы из земных недр. Вулканы – очень интересная и захватывающая тема для исследований. Они таят в себе множество таинств, разгадать которые предстоит многим учёным будущего времени.