Fysisk Geologi, First University Of Saskatchewan Edition

Vulkanutbrudd produserer tre typer materialer: gass, lava og fragmentert rusk kalt tefra.

Magma inneholder gass. Ved høyt trykk oppløses gassene i magma. Men hvis trykket avtar, kommer gassen ut av løsningen og danner bobler. Denne prosessen er analog med hva som skjer når en popflaske åpnes. Pop er flaske under trykk, og tvinger karbondioksidgass til å oppløse seg i væsken. Som et resultat vil en flaske pop som du finner på supermarkedhylle ha få eller ingen bobler. Hvis du åpner flasken, reduserer du trykket i den. Popen vil begynne å fizz som karbondioksid gass kommer ut av løsningen og danner bobler.hovedkomponenten i vulkanske gassutslipp er vanndamp, etterfulgt av karbondioksid (CO2), svoveldioksid (SO2) og hydrogensulfid (H2S).

Vulkaner frigjør gasser når de bryter ut, og gjennom åpninger kalt fumaroler (Figur 11.7). De kan også slippe ut gass i jord og grunnvann.

Figur 11.7 en fumarol ved Pu ‘ U’ōō Krater, Hawaii. Den gule skorpen langs kanten av fumarolen er laget av svovelkrystaller. Krystallene dannes når svoveldamp avkjøles når den frigjøres fra fumarolen. Kilde: U. S. Geological Survey (2016) Public Domain View source

Lava

lavastrømmen og strukturene den danner avhenger av hvor mye silika og gass lavaen inneholder. Jo mer silika, jo mer polymerisering (dannelse av lange molekyler) oppstår, stivner lava. Stivheten av lava er beskrevet i form av viskositet-lava som flyter lett har lav viskositet, og lava som er klebrig og stiv har høy viskositet.

generelt inneholder høysilisiumlava mer gass enn lavsilisiumlava. Når gassen dannes i bobler, øker viskositeten ytterligere. Tenk på pop-analogien igjen. Hvis du skulle riste flasken kraftig og deretter åpne den, pop ville komme fossende ut i en tykk, skummende flyt. I kontrast, hvis du passet på å ikke riste flasken før du åpnet den, kan du hente ut en tynn strøm av væske.

Kjemisk Sammensetning Påvirker Tykkelsen og Formen På Lavastrømmer

tykkelsen og formen på en lavastrøm avhenger av viskositeten. Jo større viskositeten er, jo tykkere strømmen, og jo kortere avstanden den reiser før størkning. Høyviskøs lava kan ikke flyte veldig langt i det hele tatt, og samler seg ganske enkelt som en bule, kalt en lavakuppel, i vulkanens krater. Figur 11.8 viser en kuppel dannet av rhyolitisk lava i Krateret Av Mt. St. Helens.

Figur 11.8 lavakuppel i krateret Av Mt. St. Helens. Kilde: Terry Feuerborn (2011) CC BY-NC 2.0 vis kilde

Mindre viskøs rhyolitisk lava kan reise videre, som med den tykke strømmen I Figur 11.9 (høyre). Til Venstre I Figur 11.9 viser tynne strømmer av frittflytende, lavsilika, lavviskositet basaltisk lava.

Figur 11.9 lavastrømmer. Venstre: en geolog samler en prøve fra en basaltisk lavastrøm I Hawaii. Høyre: en andesittisk lavastrøm fra Kanaga Vulkanen I Aleutene. Source: Left – U. S. Geological Survey (2014) Public Domain view source; Høyre – Michelle Combs, U. S. Geological Survey (2015) Public Domain view source

lavviskositet basaltiske lavastrømmer kan reise lengre avstander hvis de beveger seg gjennom rør som kalles lavarør. Dette er tunneler innenfor eldre størknede lavastrømmer. Figur 11.10 (øverst) viser et syn på et lavarør gjennom et hull i den overliggende steinen, kalt et takvindu. Figur 11.10 (nederst) viser det indre av et lavarør, med en person for skala. Lavarør dannes naturlig og lett fordi flytende mafisk lava fortrinnsvis avkjøles nær sine marginer, og danner faste lava levé som til slutt lukker over toppen av strømmen. Lava i rør kan strømme for 10s km fordi rørene isolere lava fra atmosfæren og bremse hastigheten som lava kjøler. Hawai ‘ ian vulkaner er pepret med tusenvis av gamle, drenert lavarør, noen så lenge som 50 km.

Figur 11.10 lavarør. Topp: En åpning i taket på et lavarør (kalt et takvindu) som gir utsikt over lava som strømmer gjennom røret(Pu ‘ U’ō’ō krater, Kī). Åpningen er ca 6 m over. Bunn: Inne i et lavarør som kanaliserte lava vekk Fra Mt. St. Helens i et utbrudd for 1895 år siden. Kilder: Topp: U. S. Geological Survey (2016) Public Domain. vis kilde Nederst: Thomas Shahan (2013) CC BY-NC 2.0 vis kilde

Lavastrukturer

Pahoehoe

Lava som flyter på overflaten kan ta på seg forskjellige former når Den avkjøles. Basaltisk lava med en ufragmentert overflate, slik Som I Figur 11.9 (høyre), kalles pahoehoe. (uttalt pa-hoy-hoy). Pahoehoe kan være glatt og bølgende. Det kan også utvikle en rynket tekstur, kalt ropy lava, som vist i Figur 11.11. Ropy lava dannes når det ytterste laget av lava avkjøles og utvikler en hud (synlig som et mørkt lag i Figur 11.11, venstre), men huden er fortsatt varm og tynn nok til å være fleksibel. Huden er stivere enn lavaen under den, og blir trukket av flytende lava og brettet opp i rynker. Figur 11.11 (høyre) er et nærbilde etter at et kutt er gjort for å vise den indre strukturen av en rynket lavastrøm. Legg merke til de mange hullene, eller vesiklene, i lava, dannet da lava størknet rundt gassbobler.

Figur 11.11 Ropy lava Fra Hawaii. Venstre: Ropy tekstur som dannes som et tynt overflatelag av lava kjøler og er rynket av bevegelsen av lava som strømmer under den. Høyre: Tverrsnitt av ropy lava. Kilder: Venstre: Z. T. Jackson( 2005) CC BY NC-ND 2.0 vis kilde; Høyre: Fiddledydee (2011) CC by-NC 2.0 vis kilde.

A ‘ a og Blokkert Lava

hvis det ytre laget av lavastrømmen ikke kan imøtekomme bevegelsen av lava under ved å deformere jevnt, vil det ytre laget bryte inn i fragmenter når lava beveger seg under den. Dette kan skje hvis lavastrømmen utvikler et tykkere, mer sprøtt ytre lag, eller hvis det beveger seg raskere. Resultatet er en skarp og splinteraktig rubble – lignende lavastrøm kalt a ‘ a (uttalt som «lava», men uten l og v). Figur 11.12 (venstre) viser et nærbilde av fremmarsj foran en a ‘ a lavastrøm(flyten beveger seg mot betrakteren). Figur 11.12 (høyre) viser en a ‘ a lavastrøm sett fra siden. Sammenlign teksturen til a ‘ a-strømmen med teksturen til den lysegrå pahoehoe-lavaen i forgrunnen av bildet.

Figur 11.12 Aa lavastrømmer. Venstre: Nærbilde av a ‘ a forming under et utbrudd Av Pacaya Vulkan I Guatemala. Synsfelt ca 1 m på tvers. Høyre: Rubbly rødbrun a ‘a lavastrøm sett fra Chain Of Craters Road, Hawai’ i Volcanoes National Park. Pahoehoe er synlig i lysere grått i forgrunnen. Kilder: Foto Av Hawaiian aa og pahoehoe: Roy Luck (2009) CC by 2.0 vis kilde; Pacaya aa: Greg Willis (2008) CC by-SA 2.0 (etiketter lagt til) vis kilde.

høyere viskositet andesittiske lavastrømmer utvikler også en fragmentert overflate, kalt blokkert lava. Dette er synlig i tåen til andesittisk lavastrøm fra Figur 11.9 (høyre). Forskjellen mellom a ‘ a og andesittisk blokkert lava er at den blokkerte lava har fragmenter med jevnere overflater og færre vesikler.

Lavaputer

når lava strømmer inn i vann, kjøler utsiden av lavaen raskt, og lager et rør (Figur 11.13 (øverst til venstre)). Blobs av lava utvikler seg på enden av røret (Figur 11.13 (øverst til høyre)), danner puter. Nederst til Venstre I Figur 10.13 viser puter som dekker havbunnen, og nederst til høyre viser den karakteristiske avrundede formen på puter i frembrudd. Fordi puter alltid danne under vann, finne dem i rock posten gir oss informasjon om at miljøet var under vann.

Figur 11.13 Pute lavas. Øverst til venstre: et rør av lava ekstrudering under vann. Varm lava kan ses gjennom sprekker i rørets vegg. Bildet er ca 1 m over. (Stillehavet, Nær Fiji). Øverst til høyre: den avrundede enden av et rør med sprekker som viser lava innenfor. (Stillehavet, Nær Fiji). Nederst til venstre: havbunnen i Nærheten Av Gal ③pagos Øyene dekket med pute lavas. Nederst til høyre: En stein laget av 2,7 milliarder år gamle puter avledet Fra Ely Greenstone i nord-østlige Minnesota. Kilder: Øverst Til venstre-NSF og NOAA (2010) CC by 2.0 vis kilde; Øverst Til høyre – NSF og NOAA (2010) CC by 2.0 vis kilde; Nederst Til venstre – NOAA Okeanos Explorer Program, Gal Hryvagos Rift Expedition 2011 (2011) CC by 2.0 vis kilde; Nederst til høyre – James St. John (2015) CC by 2.0 vis kilde.

Kolonnefuger

når lavastrømmer avkjøles og størkner, krymper de. Lange vertikale sprekker, eller ledd, form i sprø rock å tillate krymping. Sett ovenfra danner leddene polygoner med 5, 6 eller 7 sider, og vinkler på omtrent 120º mellom sider (Figur 11.14).

Figur 11.14 Kolonnefuger sett ovenfra, Giant ‘ S Causeway, Nord-Irland. Kilde: Meg Stewart (2012) CC BY-SA 2.0 vis kilde

Figur 11.15 viser sidevisning av kolonnefuger i en basaltisk lavastrøm på Island.

Figur 11.15 Kolonnefuger i en basaltisk lavastrøm, Svartifoss (Svart Fall) Vatnajö Nasjonalpark, Island. Kilde: Ron Kroetz (2015) CC by-ND 2.0. vis kilde

Pyroklastiske Materialer

popflaskeanalogien illustrerer et annet viktig punkt om gassbobler i væske, som er at boblene kan drive væske. På samme måte som å riste en popflaske for å lage flere bobler, vil det føre til at pop spruter ut når flasken åpnes, kan gassbobler voldsomt drive lava og andre materialer fra en vulkan, noe som skaper et eksplosivt utbrudd.Samlet er løs materiale kastet fra en vulkan referert til som tefra. Individuelle fragmenter refereres generelt til som pyroklaster, så noen ganger er tefra også referert til som pyroklastisk rusk. Pyroklaster er klassifisert etter størrelse.

Vulkansk Aske

Partikler mindre enn 2 mm i diameter kalles vulkansk aske. Vulkansk aske består av små mineralkorn og glass. Figur 11.16 viser vulkansk aske på tre skalaer: øverst til venstre er aske fra eyjafjallajö På Island i 2010. Bildet ble tatt med et skanningelektronmikroskop ved omtrent 1000 ganger forstørrelse. Øverst til høyre er aske fra Utbruddet Av Mt I 1980. St. Helens, samlet i Yakima, Washington, ca 137 km nordøst For Mt. St. Helens. Individuelle partikler er under 1 mm i størrelse. Figur 11.16 (nederst) viser en landsby nær Mt. Merapi i Indonesia støvet i aske etter et utbrudd i 2010.

Figur 11.16 Vulkansk aske. Øvre venstre: Aske fra 2010 utbrudd Av Eyjafjallajö På Island, forstørret ca 1000x. Øvre Høyre-Aske fra 1980-utbruddet Av Mt. St. Helens, samlet På Yakima, Washington. Bunn: Indonesisk landsby etter utbruddet Av Mt. Merapi i 2010. Kilder: Oppe til venstre: Birgit Hartinger ,AEC (2010) CC BY-NC-ND 2.0. vis kilde Øverst Til høyre: James St. John (2014) CC BY 2.0 (skala lagt til) vis kilde Nederst: Ausaid / Jeong Park( 2010) CC by 2.0. vis kilde

Lapilli

Fragmenter med dimensjoner mellom 2 mm og 64 mm er klassifisert som lapilli. Figur 11.17 (øverst til venstre) viser lapilli i den antikke Byen Pompeii, som ble begravet Da Mt. Vesuv hadde utbrudd i 79 Evt. Figur 11.17 (nederst til venstre) er en form for lapilli kalt pele ‘ s tears, oppkalt etter Den Hawaiiske diety Pele. Pele tårer dannes når dråper av lava avkjøles raskt som de er kastet gjennom luften. Raskt beveger seg gjennom luften kan trekke pele tårer ut i lange tråder kalt Pele hår (Figur 11.17, høyre). De mørke massene I Figur 11.17 (høyre) i pele hår Er Pele tårer.

Figur 11.17 Lapilli er pyroklaster som varierer mellom 2 mm og 64 mm i størrelse. Øvre venstre: lapilli fra stedet For den gamle Byen Pompeii. Nedre venstre: Pele ‘ s tears, en type lapilli som dannes når dråper av lava flyr gjennom luften. Høyre: Pele hår, som dannes når Pele tårer er trukket ut i tynne tråder som de flyr. Kilder: Oppe til venstre: Pauline (2009) CC BY-NC-ND 2.0 vis kilde; Nede Til venstre: James St. John (2014) CC by 2.0 (skala lagt til) vis kilde; Høyre: James St. John (2009) CC by 2.0 (skala lagt til) vis kilde.

Blokker og Bomber

Fragmenter større enn 64 mm klassifiseres som blokker eller bomber, avhengig av deres opprinnelse. Blokker er faste fragmenter av vulkanen som dannes når et eksplosivt utbrudd knuser de eksisterende bergarter. Figur 11.18 viser en av mange blokker fra et eksplosivt utbrudd Ved halema ‘ uma ‘ u-krateret Ved [email protected] I Mai 1924. Blokken har en masse på ca 7 tonn og landet 1 km fra krateret.

Figur 11.18 Vulkansk blokk som veier ca 7 tonn kastet 1 km Fra Halema ‘ uma ‘ u krateret På Kīlauea Vulkanen 18.Mai 1924. Kilde: U. S. Geological Survey (1924) Public Domain view source

Bomber dannes når lava kastes fra vulkanen og avkjøles når den beveger seg gjennom luften. Å reise gjennom luften kan føre til at lavaen får en strømlinjeformet form, som med eksemplet I Figur 11.19.

Figur 11.19 Vulkansk bombe med en strømlinjeformet form. Kilde: James St. John (2016) CC BY 2.0 (skala lagt til) view source

Effekter Av Gass på Lapilli og Bomber

tilstedeværelsen av gass i utbrudd lava kan føre til lapilli og bomber for å ta på særegne former som lavaen fryser rundt gassbobler, noe som gir steinene en vesikulær (hullfylt) tekstur. Pimpsten (Figur 11.20) danner fra gassfylt felsisk lava. Figur 11.20 (høyre), viser en forstørret visning av prøven til venstre. De mørke flekkene på fotografiet er mineralkrystaller som ble dannet i magmakammeret før lavaen brøt ut. Pimpsten flyter på vann fordi noen av hullene er helt lukket og luftfylte.

Figur 11.20 lapilli-størrelse pimpstein samlet fra bredden Av Innsjøen Atitlá I Guatemala Av H. Herrmann. Innsjøen er en oversvømmet kaldera, og er omgitt av aktive vulkaner. Høyre: Forstørret visning som viser vesikulær struktur og amfibolkrystaller(mørke flekker). Kilde: Karla Panchuk (2017) CC BY 4.0

den mafiske motparten til pimpsten er scoria(Figur 11.21, venstre). Mafisk lava kan også danne retikulitt (Figur 11.21, høyre), en sjelden og skjør stein der veggene rundt boblene alle har bristet, og etterlater et delikat nettverk av glass.

Figur 11.21 Mafiske lapilli med vesikulære teksturer. Venstre: Scoria fra Mount Fuji, Japan. Scoria er den tettere mafiske motparten til pimpsten. Høyre: Retikulitt Fra K Hryvlauea Vulkan. Retikulitt er et delikat nettverk av vulkansk glass som dannes når veggene som skiller gassbobler pop. Kilder: Venstre-James St. John (2014) CC by 2.0 (skala lagt til) vis kilde; Høyre-James St. John (2014) CC BY 4.0 (skala lagt til) vis kilde.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.