Извержение вулканов — это, несомненно, очаровательное, хотя и смертельное зрелище. Эти горы огня могут убить вас многими способами — пирокластическими потоками, сверхскоростными потоками грязи, радиоактивными осадками пепла, лавовыми бомбами. Они убивают всех без разбора, и несчастен тот, кому выпало оказаться на их пути.
Вы когда-нибудь задавались вопросом, что походит, когда человек попадает в лаву? Благодаря научным экспериментам и нескольким несчастным случаям с людьми, мы знаем ответ на этот вопрос.
Если поток лавы достаточно большой, человек может утонуть в расплавленной горной породе, тепло от которой может даже расплавить внутренние органы. Если человек, упавший в поток, не умрет из-за стресса, лава будет вливаться и физически съедать все органы. Конечно, здесь есть намного больше нюансов, но эти считаются основными.
Разновидности лавы
Во-первых, стоит отметить, что существуют различные разновидности лавы. Некоторые из них горячее, другие имеют более низкую температуру, а третьи являются липкими. Именно свойства лавы будут определять, насколько быстрой или медленной будет ваша безвременная кончина.
Если говорить в общем, в большинстве случаев температура лавы составляет около 1000 °C, и она является невероятно липкой или вязкой. Она больше похожа на очень горячую нефть, чем на воду, поэтому, если вы попадете в такой поток, лава будет цепляться к вам, как клей. Поскольку в среднем плотность лавы в 3—4 раза больше, чем нашего организма, человек будет медленно погружаться в нее, возможно, в течение нескольких минут.
Что происходит с телом человека в лавовом потоке
Таким образом, попавший в эту смертельную для себя ванну человек на несколько минут застрянет на поверхности, в то время как лава приведет к обширным ожогам. Этот вид травмы разрушает не только верхний слой кожи (эпидермис), но и нервные окончания, а также разъединяет кровеносные сосуды в дерме. 
Подкожный жир также будет испаряться. Сама кожа даже не будет иметь шанса стать обезвоженной. Скелет не сможет выдержать таких экстремальных температур, и поэтому начнет таять слишком быстро, от него буквально ничего не останется.
Но не стоит переживать. Благодаря смеси высокотоксичных кислых и горячих газов внутри озера лавы, вы, вероятно, почувствуете удушье, упадете в обморок и умрете задолго до того, как ваше тело расплавится.
"Безопасная лава"
Самую безопасную для падения лаву можно найти возле странного вулкана в Танзании, который называется Ол-Доиньо-Ленгаи. Он расположен на вершине Восточноафриканской рифтовой линии, вдоль которой континент разрывает себя на части. Температура лавы этого вулкана никогда не превышает 510 °C , а это значит, что если вы упадете в нее, у вас останется шанс выжить. Подобное произошло с местным представителем племени масаи несколько лет назад.
Скорость движения потока
Но проблема заключается в том, что эта лава, по некоторым свидетельствам, в 10 раз более жидкая, чем вода. Это значит, что она буквально будет преследовать вас, если вы пытаетесь убежать от нее по склону.
Хотя это ничто по сравнению с самой быстрой лавой в мире, которую извергает Ньирагонго — стратовулкан в Демократической Республике Конго. Во время извержения 1977 года потоки лавы с температурой 1200 °C двигались со скоростью 60 километров в час. 
Неожиданная опасность
На вершине потока лавы всегда появляется охлажденная корка, так что если что-то или кто-то попадает в него, она пробивается. Это нарушает озеро лавы, заставляя его взрываться и выпускать много газа. В результате вокруг несчастного, который плескается в центре, возникают языки пламени, которые, конечно же, никак не способствуют надежде на спасение.
При извержении вулканов изливается раскалённый расплав горных пород – магма. На воздухе давление резко падает, и магма вскипает – её покидают газы.
Расплав начинает охлаждаться. Фактически только этими двумя свойствами – температурой и «газированностью» – лава и отличается от магмы. За год по нашей планете, в основном на дне океанов, разливается 4 км³ лавы. Не так уж много, на суше были регионы, залитые лавовым слоем толщиной 2 км.
Начальная температура лавы – 700–1200°С и выше. В ней расплавлены десятки минералов и горных пород. Они включают почти все известные химические элементы, но больше всего кремния, кислорода, магния, железа, алюминия.
В зависимости от температуры и состава лава бывает разного цвета, вязкости и текучести. Горячая, она блестящая ярко-жёлтая и оранжевая; остывая, становится красной, а потом и чёрной. Бывает, над лавовым потоком бегают синие огоньки сгорающей серы. А один из вулканов Танзании извергает чёрную лаву, которая застыв, становится похожей на мел – белёсой, мягкой и ломкой.
Поток вязкой лавы неповоротлив, течёт еле-еле (несколько сантиметров или метров в час). По ходу в нём формируются затвердевающие блоки. Они ещё больше тормозят движение. Застывает такая лава буграми. А вот отсутствие в лаве диоксида кремния (кварца) делает её очень жидкой. Она быстро покрывает обширные поля, образует лавовые озёра, реки с плоской поверхностью и даже «лавопады» на обрывах. Пор в такой лаве немного, поскольку пузырьки газов легко покидают её.
Что происходит при остывании лавы?
Когда лава остывает, расплавленные минералы начинают образовывать кристаллы. В итоге получается масса из спрессованных зерён кварца, слюды и других. Они могут быть крупными (гранит) или мелкими (базальт). Если охлаждение шло очень быстро, получается однородная масса, похожая на чёрное или тёмно-зелёноватое стекло (обсидиан).
Пузырьки газов часто оставляют в вязкой лаве множество мелких полостей; так образуется пемза. Разные слои остывающей лавы стекают со склонов с разной скоростью. Поэтому внутри потока образуются длинные широкие пустоты. Длина таких туннелей достигает иногда 15 км.
Медленно остывающая лава образует на поверхности твёрдую корочку. Та сразу замедляет остывание массы, лежащей ниже, и лава продолжает движение. Вообще, остывание зависит от массивности лавы, начального нагрева и состава. Известны случаи, когда и через несколько лет (!) лава всё ещё продолжала ползти и зажигала воткнутые в неё ветки. Два мощных потока лавы в Исландии оставались тёплыми и через столетия после извержения.
Лава подводных вулканов обычно застывает в виде массивных «подушек». Из-за быстрого охлаждения прочная корка на их поверхности образуется очень быстро, и иногда газы разрывают их изнутри. Осколки разлетаются на расстояние нескольких метров.
Чем опасна лава для людей?
Главная опасность лавы – её высокая температура. Она буквально сжигает на пути живые существа и строения. Живое гибнет, даже не вступая с нею в контакт, от жара, которым она пышет. Правда, высокая вязкость сдерживает скорость потока, позволяя людям спастись, сохранить ценности.
А вот жидкая лава… Она движется быстро и может отрезать пути к спасению. В 1977 году при ночном извержении вулкана Ньирагóнго в Центральной Африке. От взрыва раскололась стенка кратера, и лава хлынула широким потоком. Очень текучая, она неслась со скоростью 17 метров в секунду (!) и уничтожила несколько спящих деревень с сотнями жителей.
Поражающее действие лавы усугубляется тем, что часто она несёт облака выделяющихся из неё ядовитых газов, толстый слой пепла и камни. Именно такой поток погубил древнеримские города Помпеи и Геркуланум. Катастрофой может обернуться встреча раскалённой лавы с водоёмом – мгновенное испарение массы воды вызывает взрыв.
В потоках образуются глубокие трещины и провалы, так что и по холодной лаве ходить надо осторожно. Особенно, если она стекловидна – острые края и обломки больно ранят. Осколки остывающих подводных «подушек», описанные выше, тоже могут травмировать чересчур любопытных дайверов.
» » Остывание лавы
Время, необходимое для остывания лавы, не может быть определено точно: в зависимости от мощности потока, строения лавы и степени первоначального жара оно бывает очень различно. В некоторых случаях лава застывает чрезвычайно быстро; так, напр., один из потоков Везувия в 1832 г. застыл в два месяца. В других случаях лавы находятся в движении до двух лет; часто по прошествии несколько лет температура лавы остается чрезвычайно высокой: кусок дерева, воткнутый в нее, мгновенно загорается. Такова была, напр., лава Везувия в 1876 г., через четыре года после извержения; в 1878 г. она уже остыла.
Некоторые потоки в течение многих лет образуют фумаролы. На Хорулло, в Мексике, в ключах, проходивших через лаву, которая вылилась 46 лет тому назад, Гумбольдт наблюдал температуру в 54°. Потоки значительной мощности застывают еще дольше. Скаптар-иокул в Исландии в 1783 г. выделил два лавовых потока, объем которых превосходил объем Моцблана; нет ничего удивительного в том, что такая мощная масса застывала постепенно в течение ПО лет.
Мы видели, что лавовые потоки быстро застывают с поверхности и одеваются твердой корой, в которой жидкая масса движется, точно в трубе. Если после этого количество выделяющейся лавы уменьшится, то такая труба не будет совсем ей заполнена: верхний покров станет понемногу опускаться, сильнее в середине и меньше по краям; вместо обычной выпуклой поверхности, какую представляет всякая густая текучая масса, получится вогнутая поверхность в виде желоба. Впрочем, твердая кора, одевающая поток, опускается далеко не всегда: если она будет достаточно мощна и крепка, то выдержит собственную тяжесть; в таких случаях внутри застывшего потока образуются пустоты; без сомнения, таким именно путем возникли знаменитые гроты Исландии. Наибольшей известностью среди них пользуется Суртсхеллир («Черная пещера») у Калманстунга, расположенный среди огромного лавового поля; длина его 1600 м, ширина 16-18 м и высота 11 - 12 м. Он состоит из главной залы с целым рядом боковых камер. Стены грота покрыты стекловатыми блестящими образованиями, с потолка спускаются великолепные лавовые сталактиты; по бокам видны длинные полосы - следы двигавшейся огненно-жидкой массы. Многие лавовые потоки острова Гаваи прорезываются длинными гротами, вроде туннелей: местами эти гроты очень узки, иногда расширяются до 20 м и образуют обширные высокие залы, украшенные сталактитами; они тянутся иногда на протяжении многих километров и извиваются, следуя всем направлениям лавового потока. Подобные туннели были описаны также на вулканических островах Бурбон (Реюньон) и Амстердам.
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.
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 планетыЛавы, 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.