Сколько раз я видел в кино ужасные сцены извержения вулкана: почерневшее небо, пепел, камнепады, потоки лавы. Но что становится причиной столь страшного явления? Оказывается, это магма, а что это такое, я расскажу ниже.
Что из себя представляет магма
Наша планета, как известно, не твердая целиком, а напоминает яйцо, где тонкая «скорлупа» - кора - покрывает вязкий слой мантии. Она очень горячая - до нескольких тысяч градусов, но температура на разных глубинах различается. У ядра она достигает максимума, а, по мере приближения к верхним слоям, уменьшается. По этой причине в веществе наблюдается постоянное перемешивание масс: холодные опускаются, а горячие устремляются вверх. Достигая нижней части «скорлупы» - одной из литосферных плит, массы некоторое время движутся горизонтально, увлекая за собой саму плиту. Сталкиваясь между собой, плиты наползают одна на другую, и кромка одной из них оказывается погруженной в мантию. Породы начинают плавиться, и тогда образуется густая масса - магма, которая содержит:
- расплавленные породы;
- газы;
- воду.
Плотность ее гораздо меньше, поэтому она поднимается к поверхности, заполняя естественные резервуары коры - магматические очаги.
Такие места образуются вдоль линии соприкосновения плит, и по мере увеличения объема, вещество стремится вырваться через трещины. Когда магма находит слабое место, то прорывает его и вырывается на поверхность. Это явление называется извержением вулкана.
Почему извергается вулкан
Наука называет это процессом дегазации магмы. Например, если хорошенько взболтать бутылку газировки, то мощная струя может сорвать неплотно закрытую пробку. То же самое происходит с магмой, которая находится под огромным давлением и, попав на слабое место, просто «вышибает пробку» в вулкане.
Поднимаясь вверх по жерлу вулкана, она постепенно теряет воду и газы, превращаясь в лаву. Как только давление падает, извержение прекращается, а место выхода - жерло - закрывается застывшими остатками лавы. Со временем магма вновь накопится, и тогда процесс извержения повторится.
Вулканы – неукротимая стихия, способная уничтожить целые поселения, превратить в пепел леса и сельскохозяйственные угодья, а в некоторых случаях оказать глобальное влияние на климат планеты и привести к вулканической зиме.
При всей своей мощи и силе эти гиганты не могли бы оказывать своего разрушительного воздействия, если бы в их подземных резервуарах не скрывалась раскаленная магма. Именно она способствует извержениям и изливается из кратеров во время . Что же такое магма? Откуда она берется и из чего состоит?
Что такое магма?
Понятие «магма» попало в русскую речь из древнегреческого языка. Словом μάγμα греки называли густую грязь или месиво, появляющееся на дороге после дождей. Сегодня под этим термином понимают расплавленную силикатную породу, которая в большом количестве скрывается в земной коре или в верхней части мантии.
Располагаясь на больших глубинах, при поднятии на поверхность она застывает и превращается в магматические горные породы, такие как базальты, андезиты, дациты.
Из чего состоит магма?
В составе магмы содержится практически вся таблица Менделеева. Расплав включает в себя железо, магний, титан, натрий, алюминий, всевозможные летучие компоненты, а также воду в парообразном состоянии.
В большинстве случаев магма имеет силикатный состав, но в некоторых вулканах встречаются сульфидные или щелочно-карбонатные расплавы, отличающиеся необычным цветом и высокой скоростью движения. Например, магма африканского вулкана Ол-Доиньо-Ленгаи вообще не содержит силикатов, благодаря чему считается самой холодной на Земле и имеет не черный, а красный цвет.
Какие виды магмы бывают?
В зависимости от преобладания тех или иных элементов в составе магма подразделяется на базальтовую и гранитную. Первая, наиболее распространенная, содержит порядка 50 % кремнезема и при застывании формирует земную или океаническую кору. В составе гранитной магмы кремнезем занимает от 60 до 65 %, в силу чего такие расплавы имеют более высокую вязкость и меньшую подвижность.
По характеру движения и застывания магма делится на интрузивную, застывающую в недрах Земли, и эффузивную, которая остывает и кристаллизуется на поверхности или на небольших глубинах (не более 5 км).
Как магма вызывает извержения вулканов?
Извержения вулканов напрямую связаны с магмой, находящейся в подземных резервуарах под их основанием. В связи с тектоническими процессами в недрах Земли (движением плит, землетрясениями) она попадает в эти резервуары и полностью их наполняет.
Когда подземные камеры уже не в силах вместить новые порции расплавов, магма вырывается на поверхность через вулканические каналы. Поскольку такие процессы цикличны, ученые научились предсказывать извержения некоторых вулканов.
Иногда извержения связаны с процессами, происходящими внутри магматического очага. Если температура в нем начинает снижаться, то магма кристаллизуется и опускается на дно. При погружении она вытесняет в верхнюю часть более легкие элементы, которые оказывают давление на «крышку» подземной камеры и со временем срывают ее. В итоге начинается извержение.
В некоторых случаях магма не погружается, а смешивается с другими породами, но результат оказывается таким же – высокое давление в резервуаре приводит к прорыву его верхней части и излиянию магмы через вулканическое жерло.
Чем магма отличается от лавы?
Лава – один из важнейших эруптивных продуктов, выделяемых при извержении вулкана. По своей сути она и есть магма, выброшенная на поверхности земли. Как и магматические расплавы, содержащиеся под землей, она имеет силикатный состав, а при застывании образует горные породы.
Различия между магмой и лавой заключаются только в том, что в лаве нет газов, поскольку при выходе на поверхность они улетучиваются в атмосферу.
Лава у разных вулканов различна. Она отличается по составу, цвету, температуре, примесям и т. п.
Карбонатная лава
Наполовину состоит из карбонатов натрия и калия. Это самая холодная и жидкая лава на земле, она течёт по земле словно вода. 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
Кремниевая лава наиболее характерна для вулканов Тихоокеанского огненного кольца. Такая лава обычно очень вязкая и иногда застывает в жерле вулкана ещё до окончания извержения, тем самым прекращая его. Закупоренный пробкой вулкан может немного вздуться, а затем извержение возобновляется, как правило сильнейшим взрывом. 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 кристаллизоваться.
Базальтовая лава
Основной тип лавы, извергаемый из мантии, характерен для океанических щитовых вулканов. Наполовину состоит из диоксида кремния, наполовину - из оксида алюминия, железа, магния и других металлов. Для базальтовых лавовых потоков характерны малая толщина (первые метры) и большая протяжённость (десятки километров). Цвет горячей лавы - жёлтый или жёлто-красный.
Магма - представляет собой природный, чаще всего силикатный, раскаленный, жидкий расплав, возникающий в земной коре или в верхней мантии, на больших глубинах, и при остывании формирующий магматические горные породы. Излившаяся магма - это лава.
Разновидности магмы
Базальтовая (основная) магма, по-видимому, имеет большее распространение. В ней содержится около 50 % кремнезёма, в значительном количестве присутствуют алюминий, кальций, железо и магний, в меньшем -натрий, калий, титан и фосфор. По химическому составу базальтовые магмы подразделяются на толеитовую (перенасыщенна кремнезёмом) и щёлочно-базальтовую (оливин-базальтовую) магму (недонасыщенную кремнезёмом, но обогащённую щелочами).
Гранитная (риолитовая, кислая) магма содержит 60-65 % кремнезёма, она имеет меньшую плотность, более вязкая, менее подвижная, в большей степени чем базальтовая магма насыщена газами.
В зависимости от характера движения магмы и места её застывания, различают два типа магматизма: интрузивный и эффузивный . В первом случае магма остывает и кристаллизуется на глубине, в недрах Земли, во втором - на земной поверхности или в приповерхностных условиях (до 5 км).
11.Магматические горные породы
|
Магматические горные породы - это породы, образовавшиеся непосредственно из магмы (расплавленной массы преимущественно силикатного состава), в результате её охлаждения и застывания . По условиям образования различают две подгруппы магматических горных пород: интрузивные (глубинные), от латинского слова “интрузио” – внедрение; эффузивные (излившиеся) от латинского слова “эффузио” – излияние. Интрузивные (глубинные) горные породы образуются при медленном постепенном остывании магмы, внедренной в нижние слои земной коры, в условиях повышенного давления и высоких температур. Выделение минералов из вещества магмы при ее остывании происходит строго в определенной последовательности, каждый минерал имеет свою температуру образования. Сначала образуются тугоплавкие темноцветные минералы (пироксены, роговая обманка, биотит, …), далее рудные минералы, затем полевые шпаты и последним выделяется в виде кристаллов кварц. Главные представители интрузивных магматических горных пород – граниты, диориты, сиениты, габбро, перидотиты. Эффузивные (излившиеся) горные породы образуются при остывании магмы в виде лавы на поверхности земной коры или вблизи нее. По вещественному составу эффузивные горные породы сходны с глубинными, они образуются из одной и той же магмы, но в разных термодинамических условиях (давлении, температуре и др.). На поверхности земной коры магма в виде лавы остывает значительно быстрее, чем на некоторой глубине от нее. Главные представители эффузивных магматических горных пород – обсидианы, туфы, пемзы, базальты, андезиты, трахиты, липариты, дациты, риолиты. Основные отличительные признаки эффузивных (излившихся) магматических горных пород, которые определяются их происхождением и условиями образования: для большинства образцов грунтов характерна некристаллическая, тонко-,мелкозернистая структура с отдельными видимыми глазом кристаллами; для некоторых образцов грунтов характерно наличие пустот, пор, пятен; в некоторых образцах грунтов присутствует какая-либо закономерность пространственной ориентировки компонентов (окраски, овальных пустот и др.). Отличия эффузивных горных пород друг от друга, как и интрузивных горных пород друг от друга, определяются условиями их образования и вещественным составом магмы, что проявляется в различной их окраске (светлые – темные) и составе компонентов. В основе химической классификации лежит процентное содержание кремнезёма (SiO2) в породе. По этому показателю выделяют ультракислые, кислые, средние, основные и ультраосновные породы. |
«Месиво, или густая мазь» (по-гречески), она представляет собой жидкую расплавленную раскаленную породу силикатной природы. Вот что такое магма. Она возникает в земной коре, в верхней мантии, на большой глубине. А при своем остывании образует характерные горные породы.
Что такое магма? Определение в словарях
В различных источниках слово «магма» толкуется как масса расплавленной породы, находящаяся под твердой землей. Указывают также на ее силикатный состав и способность формировать магматические горные породы.
Происхождение
Дело в том, что внутри земной шар раскален. Жар плавит земные породы, которые в результате находятся внутри в жидком состоянии. Что такое магма? Это жидкий камень, заключенный в более твердую окружающую его оболочку. Она по весу значительно легче этой оболочки. Поэтому и поднимается наверх под возникающим давлением. Иногда магма не извергается наружу, постепенно остывая где-то глубоко под землей и затвердевая. Так в течение тысячелетий образуются горы. Иногда твердые и более холодные породы не могут противостоять высокому давлению магмы изнутри. Возникают разломы, через которые магма вырывается, изливается наружу. Она, находясь все еще в жидком состоянии, растекается по земле.
Что происходит потом
Что такое магма, вышедшая на поверхность земли? Ее называют лавой. После того как магма изверглась наружу, она сразу же начинает остывать, взаимодействуя с внешней средой и окружающей атмосферой. Это происходит довольно быстро. Некоторые вещества, входящие в ее состав, затвердевают быстрее других, образуя кристаллы. Эти кристаллы как бы плавают в жидкой породе. А самые большие из них образуют горы лавы. Все эти горы составляются из многочисленных кристаллов, внедренных в базальт. Они называются порфирными.
Химический состав
Что такое магма с точки зрения науки химии? В этой жидкой породе содержатся многие химические элементы. Среди них магний, натрий, железо, калий. А также - летучие компоненты: хлор, фтор, водород и другие. И такая составляющая, как парообразная вода. По мере выхода на поверхность летучие элементы (их количество) сокращаются, происходит процесс дегазации.
Классификация
- Базальтовая (основная). Содержит кремнезем (до 50%), в большом количестве магний, железо, алюминий, кальций. В меньшем объеме - титан и фосфор, калий и натрий.
- Гранитная (кислая, риолитовая). Содержит кремнезем (до 65%). Она более насыщена газами, имеет меньшую плотность, чем базальтовая.
- По характеру продвижения и способу застывания различают несколько типов магматизма. Интрузивный тип - магма застывает, кристаллизируется глубоко в недрах, не выходя на поверхность. Эффузивный тип - магма извергается на поверхность и застывает уже там.
Процесс затвердевания
Расплав магмы состоит из жидкостей, газов, твердых кристаллов, находящихся в некоем равновесном состоянии. Под воздействием окружающей среды объем магмы склонен эволюционировать. Одни кристаллы минералов расплавляются, другие - вновь возникают.
Что значит магма? Это довольно сложный раствор, в котором выпадение твердых кристаллов подчиняется физическим и химическим законам. Но даже в одной и той же магме состав иногда меняется под действием температур и давления.
Скорость потока изливающейся магмы иногда достигает 30 км/ч, температура - до 1250 градусов. В жидком виде магма сохраняется до температуры примерно 600 градусов, а потом начинает отвердевать.
При этом полезные ископаемые кристаллизируются и концентрируются на отдельных участках продвижения, образуя эндогенные месторождения железа, цветных и драгоценных металлов, алмазов. Эти магматические образования возникают в расслоенных комплексах породы.
Что такое магма и лава?
Как уже было сказано, лава - это извергнувшаяся магма, состоящая из вязкого расплава горных пород, преимущественно силикатных. Главное отличие первой от второй - в лаве нет газов, которые улетучиваются при выходе «жидкого камня». Лава имеет тенденцию со временем остывать и застывать, прекращая свое продвижение. В результате образуются лавовые породы: горы и даже плато. У разных вулканов лава различается по составу, температуре, другим признакам. К примеру, карбонатные лавы ломкие, мягкие, легко поддаются растворению в воде.
Извержения вулканов
Нам только кажется, что Земля внутри тверда и неподвижна. На самом деле глубоко внутри постоянно происходит движение расплавленных веществ - магмы. Она ищет выход на поверхность через всевозможные трещины и канальцы, что возникают в коре Земли. Так возникают вулканы - нашедшая выход магма извергается наружу, сметая все на своем пути. Из самых известных извержений (зарегистрированных наукой) можно отметить выброс магмы на острове Кракатау в 1883г. В результате остров был полностью разрушен. Извержение унесло более 200 тысяч человеческих жизней!
Источник: fb.ruАктуально
