Состав магмы и стиль извержения
Типы магмы, производимой в различных вулканических условиях, могут значительно различаться. На расходящихся границах и океанических мантийных перьях, где взаимодействие с материалами земной коры мало и фракционирование магмы для образования фельсовых расплавов не происходит, магма имеет тенденцию быть постоянно мафической.
В зонах субдукции, где магма поднимается сквозь значительные толщины коры, взаимодействие между магмой и породой коры - некоторые из которых являются довольно фельзическими - приводит к увеличению фельзического характера магмы. Несколько процессов могут сделать магму, которая хранится в камере внутри коры, более футезической, а также могут способствовать развитию вертикальной зональности от большего количества мафиков в нижней части до большего количества фельзиков в верхней части. Частичное таяние кантри-кантри и ксенолитов кантри-скал усиливает общий магматический характер магмы.
Во-первых, потому что породы страны имеют тенденцию быть более фельзиками, чем магма.
Во-вторых, потому что более фельзитовые компоненты породы страны тают преимущественно. Оседание ферромагнезиальных кристаллов из верхней части магмы и возможное переплавление этих кристаллов в нижней части могут способствовать вертикальной зональности от относительно мафического в нижней части до более фельзика в верхней части.
С точки зрения вулканизма существуют некоторые важные различия между магиями фельсиков и мафиков.
Во-первых, фельсиковые магмы имеют тенденцию быть более вязкими, потому что в них больше кремнезема и, следовательно, больше полимеризации.
Во-вторых, магия фельсиков, как правило, имеет более высокий уровень летучих веществ; то есть компоненты, которые ведут себя как газы во время извержений вулканов. Наиболее распространенным летучим веществом в магме является вода (H 2 O), за которой обычно следует диоксид углерода (CO 2), а затем диоксид серы (SO 2). Общие отношения между SiO 2Хотя есть много исключений из этой тенденции, мафические магмы обычно имеют летучие вещества от 1% до 3%, промежуточные магмы имеют летучие вещества от 3% до 4%, а магмы фелсические имеют летучие вещества от 4% до 7%.
Различия в вязкости и летучем уровне имеют существенные последствия для характера извержений вулканов. Когда магма находится глубоко под поверхностью и находится под высоким давлением окружающих пород, газы остаются растворенными. Когда магма приближается к поверхности, давление на нее уменьшается.
Газовые пузырьки начинают образовываться, и чем больше газа в магме, тем больше пузырьков образуется. Если содержание газа низкое или магма достаточно жидкая, чтобы газы поднимались вверх и выходили на поверхность, давление не будет чрезмерным. Предполагая, что он может прорваться на поверхность, магма будет вытекать относительно мягко. Извержение, которое включает в себя постоянный ненасильственный поток магмы, называется эффузивным.
Если магма фельзитная и, следовательно, слишком вязкая, для того, чтобы газы легко выходили из нее, или если она имеет особенно высокое содержание газа, она, вероятно, будет находиться под высоким давлением. Вязкая магма течет нелегко, поэтому, даже если у нее есть способ выйти, она может не вытечь. В этих условиях давление будет продолжать расти, так как все больше магмы поднимается снизу, а газы продолжают растворяться.
В конце концов, некоторая часть вулкана сломается, и тогда все это сдерживаемое давление приведет к взрывному извержению. Мантийный шлейф и магмы с раскидистым хребтом имеют тенденцию быть постоянно мафическими, поэтому изверженные извержения являются нормой. В зонах субдукции средний состав магмы, вероятно, будет близок к промежуточному, но, как мы видели, магматические камеры могут стать зонированными, и поэтому возможны составы от фельзитовых до мафических. Стили извержения могут быть соответственно переменными.
Типы вулканов
Шлаковые конусы
Шишковые гайки, как и Eve Cone в северной части Британской Колумбии, обычно имеют диаметр всего несколько сотен метров, а немногие имеют высоту более 200 метров. Большинство из них состоит из фрагментов везикулярной мафической скалы, которые были выброшены, когда магма вскипела, когда она приблизилась к поверхности, создавая фонтаны огня.
Во многих случаях они позже стали эффузивными (потоки лавы), когда газы были истощены. Большинство шлаковых шишек моногенетичны , что означает, что они образовались в течение одной эруптивной фазы, которая могла длиться недели или месяцы. Поскольку шлаковые конусы состоят почти исключительно из рыхлых фрагментов, они имеют очень небольшую прочность. Они могут быть легко и относительно быстро разрушены.
Композитные вулканы
Композитные вулканы, как Mt. Сент-Хеленс в штате Вашингтон почти все связаны с субдукцией на границах сходящихся плит - либо океан-континент, либо океан-океан. Они могут простираться до нескольких тысяч метров от окружающей местности, а их уклоны до 30° обычно имеют ширину до 10 км.
Во многих таких вулканах магма хранится в магматической камере в верхней части земной коры. Например, на горе Сент-Хеленс, есть свидетельства наличия магматической камеры, ширина которой составляет около 1 км и простирается от 6 до 14 км ниже поверхности. Систематические изменения в составе вулканизма за последние несколько тысяч лет на горе. Сент-Хеленс подразумевает, что магматический отсек зонирован, от более фельзитовой наверху до более мафической внизу.
Мафические извержения (и некоторые промежуточные извержения), производят потоки лавы, достаточно толстые (всего около 10 м), чтобы охлаждаться в столбчатом соединении шаблон. Лавовые потоки сглаживают профиль вулкана (потому что лава обычно течет дальше, чем обломки пирокластического мусора) и защищают осколочные отложения от эрозии.
Несмотря на это, сложные вулканы имеют тенденцию быстро разрушаться. Скала, которая составляет Mt. Сент-Хеленс варьируется по составу от риолита до базальта, это означает, что типы прошлых извержений сильно различались по своему характеру. Как уже отмечалось, магма фельзика не течет легко и не позволяет газам легко выходить.
При этих обстоятельствах давление повышается до тех пор, пока не открывается канал, а затем происходит взрывное извержение из богатой газом верхней части магматической камеры, что создает пирокластический мусор. Этот тип извержения также может привести к быстрому таянию льда и снега на вулкане, что обычно вызывает крупные сели, известные как лахары. Горячие, быстро движущиеся пирокластические потоки и лахары являются двумя основными причинами жертв извержений вулканов.
Большинство из них были сожжены в своих домах. В 1985 году массивный лахар, вызванный извержением Невадо дель Руис, убил 23 000 человек в колумбийском городе Армеро, примерно в 50 км от вулкана.В геологическом контексте сложные вулканы имеют тенденцию образовываться относительно быстро и не длятся очень долго. Mt. Сент-Хеленс, например, состоит из камня, возраст которого менее 40 000 лет, большинство из них моложе 3000 лет.
Если его вулканическая активность прекратится, он может разрушиться в течение нескольких десятков тысяч лет. Во многом это связано с наличием пирокластического изверженного материала, который не является прочным.
Щитовые вулканы
Большинство щитовых вулканов связаны с мантийными перьями, хотя некоторые образуются на расходящихся границах, либо на суше, либо на морском дне.
Из-за своей невязкой мафической магмы склоны имеют относительно пологие склоны (от 2 до 10˚), а более крупные могут иметь диаметр более 100 км. Наиболее известные щитовые вулканы - это те, которые составляют Гавайские острова, и из них единственные активные - на большом острове.
Мауна-Лоа, крупнейший в мире вулкан и самая большая в мире гора (по объему), извергавшаяся в последний раз в 1984 году.
Килауэа, возможно, самый активный вулкан в мире, извергается, практически без перерыва, с 1983 года.
Лойхи - подводный вулкан на юго-восточной стороне Гавайи. Последнее произошло в 1996 году, но, возможно, с тех пор произошло извержение, но оно не было обнаружено.
