Лава интересует ученых давно. Ее состав, температура, скорость течения, форма горячих и остывших поверхностей — все это предметы для серьезных исследований. Ведь и извергающиеся, и застывшие потоки являются единственными источниками информации о состоянии недр нашей планеты, они же постоянно напоминают о том, как горячи и неспокойны эти недра. Что же касается древних лав, превратившихся в характерные горные породы, то к ним взоры специалистов нацелены с особым интересом: возможно, за причудливым рельефом как раз и скрываются тайны катастроф планетарного масштаба.

Что же такое лава? Согласно современным представлениям, происходит она из очага расплавленного материала, который находится в верхней части мантии (геосферы, окружающей ядро Земли) на глубине 50-150 км. Пока расплав пребывает в недрах под большим давлением, его состав однороден. Приблизившись к поверхности, он начинает «закипать», выделяя пузырьки газов, которые стремятся вверх и, соответственно, двигают вещество по трещинам в земной коре. Не всякому расплаву, иначе - магме, суждено увидеть свет. Та же, что находит выход к поверхности, изливаясь в самые невероятные формы, как раз и называется лавой. Почему? Не совсем понятно. В сущности, магма и лава - одно и то же. В самой же «лаве» слышится и «лавина», и «обвал», что, в общем-то, соответствует наблюдаемым фактам: передний край текущей лавы часто действительно напоминает горный обвал. Только с вулкана катятся не холодные булыжники, а раскаленные обломки, отлетевшие от корки лавового языка.

В течение года из недр выливается 4 км 3 лавы, что совсем немного, учитывая размеры нашей планеты. Будь это количество существенно больше, начались бы процессы глобального изменения климата, что не раз случалось в прошлом. В последние годы ученые активно обсуждают следующий сценарий катастрофы конца мелового периода, примерно 65 миллионов лет назад. Тогда из-за окончательного распада Гондваны в некоторых местах раскаленная магма подошла слишком близко к поверхности и прорвалась огромными массами. Особенно обильные ее выходы были на индийской платформе, покрывшейся многочисленными разломами длиной до 100 километров. Почти миллион кубометров лавы растеклось на площади 1,5 млн. км 2 . Местами покровы достигали толщины два километра, что хорошо видно по геологическим разрезам Деканского плоскогорья. Специалисты подсчитали, что лава заполняла территорию в течение 30 000 лет - достаточно быстро, чтобы из остывающего расплава успели отделиться большие порции углекислых и серосодержащих газов, достичь стратосферы и вызвать уменьшение озонового слоя. Последовавшее резкое изменение климата привело к массовому вымиранию животных на границе мезозойской и кайнозойской эр. С Земли исчезли более 45% родов разных организмов.

Гипотезу о влиянии истечения лав на климат принимают не все, однако факты налицо: глобальные вымирания фауны совпадают по времени с образованием обширных лавовых полей. Так, 250 миллионов лет назад, когда случилось массовое вымирание всего живого, мощнейшие извержения происходили на территории Восточной Сибири. Площадь лавовых покровов составила 2,5 млн. км 2 , а их суммарная толщина в районе Норильска достигала трех километров.

Черная кровь планеты

Лавы, вызвавшие в прошлом столь масштабные события, представлены наиболее распространенным на Земле типом - базальтовым. Их название указывает на то, что впоследствии они превращались в черную и тяжелую горную породу - базальт. Базальтовые лавы наполовину состоят из диоксида кремния (кварца), наполовину - из оксида алюминия, железа, магния и других металлов. Именно металлы обеспечивают высокую температуру расплава - более 1 200°C и подвижность - базальтовый поток обычно течет со скоростью около 2 м/с, что, впрочем, не должно удивлять: это средняя скорость бегущего человека. В 1950 году при извержении вулкана Мауна-Лоа на Гавайях замерили самый быстрый лавовый поток: его передний край двигался сквозь редкий лес со скоростью 2,8 м/с. Когда путь проложен, следующие потоки текут, так сказать, по горячим следам гораздо быстрее. Сливаясь, лавовые языки образуют реки, в среднем течении которых расплав движется с большой скоростью - 10–18 м/с.

Для базальтовых лавовых потоков характерны малая толщина (первые метры) и большая протяженность (десятки километров). Поверхность текущего базальта чаще всего напоминает связку канатов, вытянутых вдоль движения лавы. Ее называют гавайским словом «пахоэхоэ», что, по уверению местных геологов, не значит ничего, кроме конкретного типа лавы. Более вязкие базальтовые потоки образуют поля остроугольных, похожих на шипы, обломков лав, называемых также на гавайский манер «аа-лавами».

Базальтовые лавы распространены не только на суше, еще более они характерны для океанов. Дно океанов - это большие плиты базальта толщиной 5–10 километров. По оценке американского геолога Джоя Криспа, в объеме всех изливающихся за год на Земле лав три четверти приходится на подводные извержения. Базальты постоянно вытекают из циклопического размера хребтов, прорезающих дно океанов и обозначающих собой границы литосферных плит. Каким бы медленным ни было движение плит, оно сопровождается сильной сейсмической и вулканической активностью дна океана. Большие массы расплава, поступающие из океанских разломов, не дают плитам истончиться, все время наращивают их.

Подводные извержения базальтов демонстрируют нам еще один тип лавовой поверхности. Как только очередная порция лавы выплескивается на дно и соприкасается с водой, ее поверхность остывает и принимает форму капли - «подушки». Отсюда название - пиллоу-лава, или подушечная лава. Пиллоу-лава образуется всякий раз, когда расплав попадает в холодную среду. Часто при подледном извержении, когда поток скатывается в реку или другой водоем, лава застывает в виде стекла, которое тут же лопается и рассыпается пластинчатыми осколками.

Обширные базальтовые поля (траппы) возрастом сотни миллионов лет скрывают в себе еще более необычные формы. Там, где древние траппы выходят на поверхность, как, например, в обрывах сибирских рек, можно встретить ряды вертикальных 5- и 6-гранных призм. Это столбчатая отдельность, которая образуется при медленном остывании большой массы однородного расплава. Базальт постепенно уменьшается в объеме и трескается по строго определенным плоскостям. Если трапповое поле, наоборот, обнажается сверху, то вместо столбов открываются, будто вымощенные гигантской брусчаткой, поверхности - «мостовые гигантов». Они есть на многих лавовых плато, но самые знаменитые находятся в Великобритании.

Ни высокая температура, ни твердость застывшей лавы не служат препятствием для проникновения в нее жизни. В начале 90-х годов прошлого века ученые нашли микроорганизмы, которые поселяются в базальтовой лаве, излившейся на дне океана. Как только расплав немного остывает, микробы «прогрызают» в нем ходы и устраивают колонии. Их обнаружили по наличию в базальтах определенных изотопов углерода, азота и фосфора - типичных продуктов, выделяемых живыми существами.

Чем больше в лаве кремнезема, тем она вязче. Так называемые средние лавы с содержанием диоксида кремния 53–62%, уже не так быстро текут и не столь горячи, как базальтовые. Их температура колеблется в интервале 800–900°C, а скорость потока составляет несколько метров в день. Повышенная вязкость лавы, а точнее, магмы, поскольку все основные свойства расплав приобретает еще на глубине, кардинально меняет поведение вулкана. Из вязкой магмы труднее высвобождаются скопившиеся в ней пузырьки газа. На подходе к поверхности давление внутри пузырьков в расплаве превышает давление на них снаружи и газы высвобождаются со взрывом.

Обычно на переднем крае более вязкого лавового языка образуется корка, которая трескается и осыпается. Осколки тут же подминаются напирающей позади горячей массой, но не успевают раствориться в ней, а застывают, как кирпичи в бетоне, образуя горную породу характерной структуры - лавобрекчию. Даже через десятки миллионов лет лавобрекчия сохраняет свое строение и свидетельствует о том, что в данном месте когда-то происходило вулканическое извержение.

В центре штата Орегон, США , находится вулкан Ньюберри, который интересен как раз лавами среднего состава. Последний раз он активизировался более тысячи лет назад, и на финальной стадии извержения, перед тем как заснуть, из вулкана вытек лавовый язык длиной 1 800 метров и толщиной около двух метров, застывший в виде чистейшего обсидиана - вулканического стекла черного цвета. Подобное стекло получается, когда расплав быстро остывает, не успевая кристаллизоваться. Кроме того, обсидиан часто находят на периферии лавового потока, которая охлаждается быстрее. Со временем в стекле начинают расти кристаллы, и оно превращается в одну из горных пород кислого или среднего состава. Вот почему обсидиан находят только среди относительно молодых продуктов извержения, в древних вулканитах его уже нет.

От чертовых пальцев до фьямме

Если количество кремнезема занимает более 63% состава, расплав становится совсем вязким и неповоротливым. Чаще всего такая лава, называемая кислой, вообще не способна течь и застывает в подводящем канале или выдавливается из жерла в виде обелисков, «чертовых пальцев», башен и колонн. Если же кислой магме все-таки удается достичь поверхности и вылиться, потоки ее движутся крайне медленно, по нескольку сантиметров, иногда метров в час.

С кислыми расплавами связаны необычные горные породы. Например, игнимбриты. Когда кислый расплав в приповерхностном очаге насыщается газами, он становится чрезвычайно подвижным и быстро выбрасывается из жерла, а потом вместе с туфами и пеплом стекает обратно в образовавшуюся после выброса впадину - кальдеру. Со временем эта смесь застывает и кристаллизуется, а на сером фоне породы отчетливо выделяются крупные линзы темного стекла в виде неправильных клочьев, искр или языков пламени, отчего их называют «фьямме». Это следы расслоения кислого расплава, когда он еще находился под землей.

Иногда кислая лава до того сильно насыщается газами, что буквально вскипает и становится пемзой. Пемза - очень легкий материал, с меньшей, чем у воды, плотностью, поэтому случается, что после подводных извержений мореплаватели наблюдают в океане целые поля плавающей пемзы.

Многие вопросы, связанные с лавами, остаются без ответа. Например, почему из одного и того же вулкана могут вытекать лавы разного состава, как, например, на Камчатке. Но если в данном случае есть, по крайней мере, убедительные предположения, то появление карбонатной лавы остается совершенной загадкой. Ее, наполовину состоящую из карбонатов натрия и калия, извергает в настоящее время единственный на Земле вулкан - Олдоиньо-Ленгаи в Северной Танзании . Температура расплава составляет 510°C. Это самая холодная и жидкая лава в мире, она течет по земле словно вода. Цвет горячей лавы - черный или темно-коричневый, но уже через несколько часов пребывания на воздухе карбонатный расплав светлеет, а спустя несколько месяцев становится почти белым. Застывшие карбонатные лавы - мягкие и ломкие, легко растворяются в воде, видимо, поэтому геологи не находят следов аналогичных извержений в глубокой древности.

Лава играет ключевую роль в одной из острейших проблем геологии - что же разогревает недра Земли. Из-за чего в мантии возникают очаги расплавленного материала, которые поднимаются вверх, проплавляют земную кору и порождают вулканы? Лава - это лишь малая часть мощного планетарного процесса, пружины которого скрыты глубоко под землей.

В сегодняшней статье мы рассмотрим виды лавы по температуре и ее вязкости.

Как вы наверно знаете, лава это расплавленная порода, которая извергается из действующего вулкана на поверхность земли.

Внешняя оболочка земного шара – земная кора, под ней скрывается раскаленный, жидкий слой под названием мантия. Раскаленная магма через трещины в земной коре, прокладывает себе путь наверх.

Точки входа раскаленной магмы в земную поверхность называют «хот споты», что в переводе означает горячие точки

(на фото слева). Обычно это происходит в границах между тектоническими плитами и порождает целые вулканические цепи.

Какова температура лавы?

Лава имеет температуру от 700 до 1200С. В зависимости от температуры и состава лаву разделяют на три вида текучести.

Жидкая лава имеет наиболее высокую температуру, более 950С, основным ее компонентом является базальт. При такое высокой температуре и текучести лава может протекать по несколько десятков километров, прежде чем остановится и затвердеет. Вулканы, извергающие такой тип лавы зачастую очень пологие, так как она не задерживается у жерла, а растекается по округе.

Лава с температурой 750-950С – андезитовая. Ее можно узнать по застывшим округлым глыбам, с ломаной коркой.

Лава с наименьшей температурой 650-750С – кислая, очень богата кремнеземом. Характерным признаком этой лавы есть медленная скорость и высокая вязкость. Очень часто при извержении этот вид лавы образует над кратером корку (на фото справа). Вулканы с такой температурой и типом лавы зачастую имеют крутые склоны.

Ниже мы приведем вам несколько фотографий раскаленной лавы.

Вулканическую лаву называют кровью Земли. Она является неотъемлемым спутником извержений и в каждом вулкане имеет свой состав, цвет и температуру.

1. Лава представляет собой магму, которая во время извержения изливается из вулканического жерла. В отличие от магмы, она не содержит газов, так как они улетучиваются при взрывах.

2. Лаву стали называть «лавой» только после извержения Везувия в 1737 году. Геолог Франческо Серао, занимавшийся в те годы исследованием вулкана, первоначально называл ее «лабес», что в переводе с латыни означает «обвал», а позже слово приобрело свое современное звучание.

3. У разных вулканов лава имеет различный состав. Чаще всего она слагается из базальтов и отличается медленным течением, подобно жидкому тесту.

Базальтовая лава на вулкане Килауэа

4. Самая жидкая лава, напоминающая воду, содержит в своем составе карбонаты калия и встречается только на .

5. В недрах супервулкана Йеллоустоун находится риолитовая магма, имеющая взрывной характер.

6. Самая опасная лава – кориум, или лавообразное топливо, содержащееся в ядерных реакторах. Она представляет собой сплав содержимого реактора с бетоном, металлическими частями и другим мусором, который образуется в результате ядерного кризиса.

7. Несмотря на то что кориум имеет техническое происхождение, его потоки под Чернобыльской АЭС внешне напоминают охлажденные базальтовые потоки.

8. Самая необычная в мире – так называемая «голубая лава» на вулкане Иджен в Индонезии. На самом деле ярко светящиеся потоки представляют собой не лаву, а сернистый газ, который при выходе из вентиляционных отверстий переходит в жидкое состояние и сияет голубым светом.

9. По цвету лавы можно определить ее температуру. Желтая и ярко-оранжевая считается самой горячей и имеет температуру 1000 °С и выше. Темно-красная сравнительно прохладная, температурой от 650 до 800 °С.

10. Единственная лава черного цвета находится в танзанийском вулкане Ол-Доиньо-Ленгаи. Как говорилось выше, она состоит из карбонатов, придающих ей темный оттенок. Лавовые потоки вершины довольно прохладные – температурой не более 540 °С. При остывании они становятся серебристого цвета, создавая вокруг вулкана причудливые пейзажи.

11. На Тихоокеанском огненном кольце вулканы извергают, в основном, кремниевую лаву, которая имеет вязкую консистенцию и застывает в жерле горы, прекращая ее извержение. Впоследствии под давлением застывшую пробку вышибает из жерла, в результате чего происходит мощный взрыв.

12. Согласно исследованиям, в первые дни своего существования наша планета была покрыта лавовыми океанами, слоистыми по структуре.

13. Когда лава стекает со склонов, она остывает неравномерно, поэтому иногда внутри потоков образуются лавовые трубки. Длина этих трубок может достигать нескольких километров, а ширина внутри – 14–15 метров.

lava ) - раскалённая вулканическая масса, изливающаяся или выбрасываемая на поверхность при извержениях вулканов .

Термин

Слово лава заимствовано в русском языке из итальянского (итал. lava ), через и немецкий (нем. Lava ) в XVIII веке .

Образование лавы

Лава образуется при извержении вулканом магмы на поверхность Земли . Вследствие остывания и взаимодействия с газами, входящими в состав атмосферы , магма меняет свои свойства, образуя лаву. Многие вулканические островные дуги связаны с системой глубинных разломов . Центры землетрясений располагаются примерно на глубине до 700 км от уровня земной поверхности, то есть вулканический материал поступает из верхней мантии . На островных дугах он часто имеет андезитовый состав, а поскольку андезиты по своему составу сходны с континентальной земной корой, многие геологи считают, что континентальная кора в этих районах наращивается за счёт поступления мантийного вещества.

Вулканы, действующие вдоль океанических хребтов (например, Гавайского), извергают материал преимущественно базальтового состава, например, аа-лаву . Эти вулканы, вероятно, сопряжены с мелкофокусными землетрясениями, глубина которых не превышает 70 км. Поскольку базальтовые лавы встречаются как на материках, так и вдоль океанических хребтов, геологи предполагают, что непосредственно под земной корой существует слой, из которого поступают базальтовые лавы.

Однако неясно, почему в одних районах из мантийного вещества образуются и андезиты , и базальты , а в других - только базальты. Если, как теперь полагают, мантия действительно является ультраосновной породой (обогащена железом и магнием), то лавы, произошедшие из мантии, должны иметь базальтовый, а не андезитовый состав, поскольку андезиты отсутствуют в ультраосновных породах. Это противоречие разрешает теория тектоники плит , согласно которой океаническая кора пододвигается под островные дуги и на определённой глубине плавится. Эти расплавленные породы и изливаются в виде андезитовых лав.

Разновидности лавы

Лава у разных вулканов различна. Она отличается по составу, цвету, температуре, примесям и т. п.

По составу

Базальтовая лава

Основной тип лавы, извергаемый из мантии , характерен для океанических щитовых вулканов . Наполовину состоит из диоксида кремния , наполовину - из оксидов алюминия , железа , магния и других металлов. Эта лава очень подвижна и способна течь со скоростью 2 м/с. Имеет высокую температуру (1200-1300 °C). Для базальтовых лавовых потоков характерны малая толщина (метры) и большая протяжённость (десятки километров). Цвет горячей лавы - жёлтый или жёлто-красный.

Карбонатная лава

Наполовину состоит из карбонатов натрия и калия . Это самая холодная и жидкая лава, она растекается подобно воде. Температура карбонатной лавы всего 510-600 °C. Цвет горячей лавы - чёрный или тёмно-коричневый, однако по мере остывания становится светлее, а спустя несколько месяцев становится почти белым. Застывшие карбонатные лавы - мягкие и ломкие, легко растворяются в воде. Карбонатная лава течёт только из вулкана Олдоиньо-Ленгаи в Танзании .

Кремниевая лава

Наиболее характерна для вулканов Тихоокеанского огненного кольца . Обычно очень вязкая и иногда застывает в жерле вулкана ещё до окончания извержения, тем самым прекращая его. Закупоренный пробкой вулкан может несколько вздуться, а затем извержение возобновляется, как правило, сильнейшим взрывом. Средняя скорость потока такой лавы - несколько метров в день, а температура - 800-900 °C. Она содержит 53-62 % диоксида кремния (кремнезёма). Если его содержание достигает 65 %, то лава становится очень вязкой и медленной. Цвет горячей лавы - тёмный или чёрно-красный. Застывшие кремниевые лавы могут образовать вулканическое стекло чёрного цвета. Подобное стекло получается, когда расплав быстро остывает, не успевая

Вопрос о том, что такое лава, интересует многих учёных уже на протяжении долгого времени. Состав этого вещества, а также его форма, скорость передвижения, температура и другие аспекты стали предметом целого ряда исследований и научных работ. Объяснить это можно тем, что именно её застывшие потоки представляют собой чуть ли не единственный источник информации относительно состояния недр Земли.

Общее понятие

Для начала следует разобраться, что такое лава в современном понимании? Учёные называют ею материал в расплавленном состоянии, находящийся в верхней части мантии. Во время нахождения в земных недрах состав вещества является однородным, но как только оно приближается к поверхности, начинается процесс закипания с выделением газовых пузырьков. Именно они двигают раскалённый материал по направлению к трещинам в коре. При этом далеко не вся жидкость извергается на поверхность. Говоря о том, каково значение слова «лава», следует отметить, что это понятие распространяется только на вылившуюся часть материи.

Базальтовая лава

Наиболее распространённым видом на нашей планете является базальтовая лава. Большинство из всех геологических процессов, которые происходили на Земле много тысяч лет назад, сопровождались многочисленными извержениями именно этого типа раскалённого вещества. После его застывания образовывалась одноименная горная порода чёрного цвета. Половина состава базальтовых лав представляет собой магния, железа и некоторых других металлов. За счёт них температура расплава достигает отметки около 1200 градусов. При этом лавовый поток движется со скоростью около 2 метров в секунду, что сопоставимо с бегущим человеком. Как показывают исследования, в дальнейшем по так называемым «горячим следам» они движутся гораздо быстрее. Базальтовая лава из вулкана отличается небольшой толщиной. Течёт она довольно далеко (до нескольких десятков километров от кратера). Следует отметить, что данная разновидность характерна как для суши, так и для океана.

Кислая лава

В том случае, когда в составе вещества имеется 63% и более кремнезёма, оно называется кислой лавой. Раскалённый материал является очень вязким и практически неспособен течь. Скорость движения потока зачастую не достигает даже отметки в несколько метров за день. Температура вещества при этом находится в диапазоне от 800 до 900 градусов. С расплавами такого рода связано образование необычных горных пород (игнимбритов, к примеру). Если кислая лава сильно насыщается газом, она вскипает и становится подвижной. После выброса из кратера она быстро стекает обратно в получившуюся впадину (кальдеру). Следствием этого становится появление пемзы - сверхлёгкого материала, плотность которого меньше, чем у воды.

Карбонатная лава

Говоря о том, что такое лава, многие учёные до сих пор не могут определить принцип образования её карбонатной разновидности. В состав данного вещества входят и натрия. Оно извергается только одним вулканом на планете - Олдоиньо-Ленгаи, что находится на территории Северной Танзании. Карбонатная лава является самой жидкой и холодной из всех существующих видов. Её температура равняется примерно 510 градусам, а движется она по склонам с такой же скоростью, как и вода. Изначально вещество имеет тёмно-коричневый либо чёрный окрас, однако уже через несколько часов пребывания снаружи становится светлее, а еще через несколько месяцев вовсе белеет.

Выводы

Подводя итог, следует сакцентировать внимание на том, что с лавой связана одна из самых острых геологических проблем. Она заключается в том, что это вещество разогревает земные недра. Очаги горячего материала поднимаются к земной поверхности, после чего проплавляют её и образуют вулканы. Однозначного ответа на вопрос о том, что такое лава, не могут дать даже ведущие мировые учёные. Вместе с этим можно утверждать наверняка, что она является лишь мизерной частью глобального процесса, движущая сила которого спрятана очень глубоко под землей.