Температура плавления лавы. Что такое вулканическая лава и из чего она состоит

» » 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.

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.

Помните картину Карла Брюллова «Последний день Помпеи»? Гигантское облако, состоящее из вулканической пыли и пепла, накрывает город. Лава стремительно наползает, поглощая дом за домом. Люди в панике пытаются покинуть гибнущий город. Они взывают о помощи, но боги не слышат их. Гнев Всевышнего пал на грешников, и Помпеи, процветающий, богатый город, исчезли с лица Земли.

Проснулся вулкан внезапно, до этого он был абсолютно спокоен. Его склоны давно поросли густыми лесами. Людям, и животным отлично жилось возле этого гиганта. О гневе вулкана предупреждали легенды. Но кто же верит мифам? Не стали исключением и те первые люди, которые построили город у подножия Везувия.

Вулкан предупреждал их о грозящей катастрофе, время от времени сотрясая стены их жилищ. Но люди беспечны и всегда на что-то надеются. После небольшого землетрясения, толчки которого продолжались неделю, раздался мощный взрыв. Началось извержение, кипящая магма вырвалась наружу. Сначала город засыпало толстым слоем пепла, а потом по его улицам потекла лава.

Что такое лава? Это магма, из которой во время извержения улетучились газы. То есть лава – это магма, поменявшая свои свойства. Слово это по латыни обозначает обвал или падение. Да, собственно, лава – это и есть падение содержимого вулкана с высоты. Ученые-вулканологи по химическому составу определяют три типа лавы.

Наиболее распространенный тип – это базальтовая лава. Океанические щитовые вулканы извергают из мантии «адскую смесь», состав которой наполовину состоит из диоксида кремния. А вторая половина – это оксид алюминия, железа, магния и других металлов. Настоящая химическая лаборатория, скрытая в мантии, готовит эту смесь, чтобы выплеснуть ее на поверхность земли. Базальтовая лава всегда светлого цвета. Иногда желтая, иногда желто-красная. Она жидкая, поэтому течет всегда быстро. Средняя скорость передвижения – 2 метра в секунду. К тому же температура высочайшая – не менее 1200 градусов. От такой не убежишь и не спасешься!

Кремниевая лава в основном встречается в Тихоокеанском огненном кольце. Она такая густая и вязкая, что иногда при извержении закупоривает жерло вулкана и не изливается наружу. Справедливости ради стоит сказать, что иногда ее скапливается так много, что вулкан, вздохнув полной грудью, выбрасывает ее из себя. Обычно происходит мощный взрыв, и лава, медленно и нехотя, сползает со склона вулкана. Скорость смехотворная – от 2 до 5 метров в день.

Этот тип лавы называют кремниевой потому, что обычно она в своем составе имеет диоксид кремния или кремнезем. Да еще и в таком немыслимом количестве – от 55 до 65 %. Именно этот тип образует при застывании вулканическое стекло черного цвета. Да и сама лава обычно черно-красного цвета. Издали она очень красива, а вблизи, конечно, опасна. Почему? Специалисты шутят, когда говорят о том, что этот тип лавы «холодный». Эта почти «ледышка» разогревается всего до 500 (!) градусов.

И еще один тип ученые относят к холодным. Это карбонатная лава, которая тоже имеет температуру 500 – 600 градусов. В ее составе поровну карбонатов натрия и калия. Она очень жидкая, поэтому тоже мчится по склонам с огромной скоростью. Кстати, угрожает она только одному месту на Земле, потому что изливается из вулкана Олдоиньо – Ленгаи в Танзании.

Текущая по склонам карбонатная лава имеет темный цвет, а вот когда застывает, светлеет, становится мягкой и даже ломкой. Она легко растворяется в воде. Местные лекари готовят на ее основе разные снадобья. И говорят, что довольно успешно излечивают ими страждущих.

После извержения все типы лавы коренным образом изменяют облик вулкана и его окрестностей. Появляются огромные горные плато. Иногда лава застывает, образуя причудливый, почти космический пейзаж. Вся растительность сгорает. Но очень скоро жизнь снова возвращается на пепелище. Сначала ветер приносит семена растений. И через год начинают пробиваться первые зеленые ростки.

Через 5 – 10 лет ничто не напоминает об извержении, наоборот, склоны превращаются в райский уголок. Здесь пышная зелень деревьев, много дичи и есть вода. Люди, обманутые тихо спящим вулканом, строят жилища, растят детей. И эта мирная картина радует сердце. Но однажды все повторится, и очередные Помпеи падут жертвой лавы.

Название «вулкан» восходит к имени древнеримского божества Вулкана, покровителя огня и кузнечного ремесла. По легенде, именно на вулкане Этна, который по сей день действует и периодически извергается, была расположена его мастерская. Еще одна любопытная легенда объясняет пробуждение вулкана гигантом, который пытается выбраться на свободу из заточения под горой, что и приводит к извержению. В реальности все обстоит не так причудливо, но не менее интересно и, пожалуй, так же жутко, как и мысль о том, что под вулканом может обитать воинственный великан.

С уроков географии в школе все помнят, что под твердой земной поверхностью, называемой корой, находится слой расплавленных, невероятно горячих пород – мантия. Когда в земной коре появляются трещины, магматические породы из верхних слоев мантии, которые находились под огромным давлением, подобно мифическому великану, устремляются наружу, прокладывая себе путь сквозь образовавшийся разлом. Уже на поверхности магма разделяется на:

• лаву — температура которой варьируется от 500 до 1200 градусов Цельсия
  вулканические газы
• пепел

Так как основная причина выхода на поверхность магматических пород это образование трещин в верхнем слое литосферы вследствие сдвига тектонических плит, не удивителен тот факт, что большинство активных вулканов находится в так называемой зоне Тихоокеанского огненного кольца, представляющей собой своеобразный «плохо сшитый шов» между континентальными плитами. Остальные действующие вулканы, которых по всему миру на данный момент насчитывается около 500, в подавляющем большинстве случаев приурочены к другим зонам разломов земной коры.

Процесс извержения

Строение вулкана достаточно просто, а его извержение лишено какой-либо мистики, являясь лишь следствием внутренних процессов нашей планеты. Канал, по которому раскаленная магма вырывается из центра земли, называется жерлом вулкана . Оно соединено с магматическим очагом – подземным резервуаром, который, как следует из названия, заполнен магмой. В процессе извержения вокруг жерла начинает образовываться своеобразное «тело» вулкана, чаще всего имеющее форму конуса. Оно состоит из лавы, пепла и камней. Наверху, там, где магма наконец находит путь наружу, расположен кратер, в большинстве случаев имеющий форму воронки или просто углубления. Иногда на склонах вулканов появляются трещины и боковые кратеры, сквозь которые также может выходить магма.

Извержение вулкана происходит тогда, когда давление в магматическом очаге становится слишком большим, и газы, насыщающие магму, начинают стремительно подниматься наверх, буквально выталкивая ее наружу. Этот процесс чем-то напоминает встряхивание бутылки с газировкой – если пробка в горлышке держится плохо, то газы, находящиеся под большим давлением, выбивают пробку, «вытягивая» за собой воду из бутылки.

Классификация вулканов

Классификация по активности

Сами вулканы классифицируют по нескольким признакам, важнейший из которых это степень их вулканической активности, ведь именно от этого зависит, является ли вулкан потенциально опасным или нет. Итак, по степени активности их делят всего на три вида – действующие, спящие и потухшие.

Действующими считаются те вулканы, извержениям которых есть человеческие свидетельства. Эти извержения могли произойти десять, сто, тысячу или пять тысяч лет назад, но так как период активности вулкана достаточно длителен (в некоторых случаях он может достигать нескольких миллионов лет), их принято относить к действующим.

Спящими называют такие вулканы, которые давно не извергались и возможно уже никогда не извергнутся, но для них всегда остается такой шанс.

Возможность же извержения потухшего вулкана стремится к нулю. Но в то же время известны случаи, когда вулкан, считавшийся до этого потухшим, просыпался и приносил множество бед.

Впрочем, среди ученых нет единого мнения на счет этой классификации, как и нет способа на 100% достоверно определить степень активности вулкана.

Классификация по виду

Следующий способ классификации вулканов разделяет их на два основных вида – линейные и центральные.

Линейные вулканы представляют собой длинные расколы, из которых изливается жидкая базальтовая магма, образующая вокруг вулкана настоящие лавовые поля. Например, рельеф Исландии был сформирован именно таким образом.

Центральные же вулканы это, чаще всего, именно те самые конусообразные возвышения, которые рисует нам наша фантазия при слове «вулкан».

Вне зависимости от того, являются ли вулканы линейными или же центральными, их принято классифицировать по форме, которая в основном зависит от состава извергаемой ими магмы.

• Щитовидные вулканы появляются в результате многократных извержений жидкой базальтовой магмы, которая растекается во все стороны на многие километры, образуя своеобразный щит, что и дало им такое название.
• Стратовулканы состоят из чередующихся наслоений густой, быстрозастывающей лавы и пирокластического вещества (смеси горячего газа, камней и пепла). Это самые высокие вулканы и, пожалуй, самые опасные, так как высокая вязкость магмы обусловливает закупоривание кратера, в результате чего происходят мощные и разрушительные взрывы.
• Шлаковые конусы – это самый распространенный тип вулканов на суше. Образуются они в результате нагромождения пористых шлаковых пород вокруг кратера вулкана. Чаще всего их высота не превышает нескольких сотен метров.

Конечно, бывает, что какой-то вулкан не получается отнести к одному определенному типу. В таком случае, его называют сложным (составным).

Все эти классификации дают возможность понять, что же, собственно, представляет из себя такое явление, как вулканизм, чего люди могут ждать от этих огненных гигантов и как им научиться с ними соседствовать. Из-за чрезвычайной опасности вулканических извержений такая область науки, как вулканология, является очень значимой для безопасности человечества. В то же время, вулканы исследуют не только для того, чтоб предугадать их извержения, но и для того, чтобы больше узнать о нашей планете, ее происхождении, внутренних процессах, загадках появления и развития жизни. Предполагается, что когда-то именно вулканическая активность дала возможность жизни зародиться на Земле. И если это действительно так, то кто знает, какие еще тайны скрывают в себе вулканы.

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.