Шлаковый конус
Шлаковый конус (или шлаковый конус) [1] ) представляет собой крутой конический холм из рыхлых пирокластических фрагментов, таких как вулканический клинкер, вулканический пепел или шлак , который образовался вокруг вулканического жерла . [2] [3] Пирокластические фрагменты образуются в результате взрывных извержений или фонтанов лавы из одного, обычно цилиндрического, жерла. Когда насыщенная газом лава резко выбрасывается в воздух, она разбивается на мелкие фрагменты, которые затвердевают и падают в виде шлака, клинкера или шлака вокруг источника, образуя конус, который часто бывает симметричным; с уклонами от 30 до 40°; и почти круглый план земли. [4] Большинство шлаковых конусов имеют кратер в форме чаши. на вершине [2]
Механика извержения
[ редактировать ]
Размеры шлаковых конусов варьируются от десятков до сотен метров в высоту. [3] Они состоят из рыхлого пирокластического материала ( шлака или шлака ), что отличает их от конусов брызг , которые состоят из агломерированных вулканических бомб . [5]
Пирокластический материал, составляющий шлаковый конус, обычно от базальтового до андезитового . имеет состав [6] Он часто имеет стекловидную форму и содержит многочисленные пузырьки газа, «замороженные» на месте, когда магма взорвалась в воздухе, а затем быстро остыла. Фрагменты лавы размером более 64 мм в поперечнике, известные как вулканические бомбы , также являются частым продуктом извержений шлаковых конусов. [3]
Рост шлакового конуса можно разделить на четыре этапа. На первой стадии вокруг места извержения формируется кольцо шлаков с низкой каймой. На втором этапе кайма застраивается и осыпной склон за ее пределами начинает формироваться . Для третьей стадии характерны оползни и взрывы, разрушающие первоначальную оторочку, а для четвертой стадии характерно накопление осыпей за пределами зоны падения огарка на поверхность (баллистическая зона ). [7]
На затухающей стадии извержения шлакового конуса магма потеряла большую часть своего газового содержания. Эта обедненная газом магма не бьет фонтаном, а тихо сочится в кратер или под основание конуса в виде лавы. [8] Лава редко вытекает сверху (за исключением фонтана), потому что рыхлые, несцементированные шлаки слишком слабы, чтобы выдержать давление, оказываемое расплавленной породой, когда она поднимается к поверхности через центральное отверстие. [3] Поскольку в ней так мало пузырьков газа, расплавленная лава плотнее, чем угли, богатые пузырьками. [8] Таким образом, он часто прорывается вдоль дна шлакового конуса, поднимая менее плотные шлаки, как пробки на воде, и продвигается наружу, создавая поток лавы вокруг основания конуса. [8] Когда извержение заканчивается, симметричный конус пепла оказывается в центре окружающей лавы. [8] Если кратер полностью разрушен, оставшиеся стены образуют амфитеатр или подковообразную форму вокруг жерла.
возникновение
[ редактировать ]
Базальтовые шлаковые конусы — наиболее характерный тип вулканов, связанный с внутриплитным вулканизмом . [9] Они особенно распространены в связи со щелочным магматизмом , при котором извергающаяся лава обогащается оксидами натрия и калия . [10]
Шлаковые конусы также часто встречаются на склонах щитовых вулканов , стратовулканов и кальдер . [3] Например, геологи обнаружили около 100 шлаковых конусов на склонах Мауна-Кеа , щитового вулкана, расположенного на острове Гавайи . [3] Такие шлаковые конусы, вероятно, представляют собой заключительные стадии активности основного вулкана. [11] Однако большинство вулканических конусов, образовавшихся в результате извержений гавайского типа, представляют собой конусы брызг, а не шлаковые конусы из-за жидкой природы лавы. [12]
Самый известный шлаковый конус Парикутин вырос на кукурузном поле в Мексике в 1943 году из нового жерла. [3] Извержения продолжались девять лет, подняли конус на высоту 424 метра (1391 фут) и образовали потоки лавы, которые покрыли 25 км. 2 (9,7 квадратных миль). [3]
Самый исторически активный шлаковый конус на Земле — Серро-Негро в Никарагуа. [3] Он входит в группу из четырех молодых шлаковых конусов к северо-западу от вулкана Лас-Пилас . С момента своего первого извержения в 1850 году оно извергалось более 20 раз, последний раз в 1995 и 1999 годах. [3]
Спутниковые изображения позволяют предположить, что шлаковые конусы встречаются и на других земных телах Солнечной системы. [13] На Марсе о них сообщалось на флангах горы Павонис на Фарсиде . [14] [15] в районе Гидраотес Хаоса [16] на дне Копратской пропасти , [17] или в вулканическом поле Улисс Коллес . [18] Также предполагается, что купольные структуры в холмах Мариус (на Луне) могут представлять собой лунные шлаковые конусы. [19]
Влияние условий окружающей среды
[ редактировать ]
Размер и форма шлаковых конусов зависят от свойств окружающей среды, поскольку различная гравитация и/или атмосферное давление могут изменить дисперсию выбрасываемых частиц шлака. [13] Например, шлаковые конусы на Марсе кажутся более чем в два раза шире земных аналогов. [18] поскольку более низкое атмосферное давление и сила тяжести обеспечивают более широкое рассеивание выброшенных частиц на большей площади. [13] [20] Таким образом, кажется, что извергнутого количества материала на Марсе недостаточно для того, чтобы боковые склоны достигли угла естественного откоса , и марсианские шлаковые конусы, по-видимому, управляются главным образом баллистическим распределением, а не перераспределением материала на флангах, как это типично для Земли. [20]
Шлаковые конусы часто очень симметричны, но сильные преобладающие ветры во время извержения могут вызвать большее скопление шлака на подветренной стороне жерла. [11]
Моногенетические конусы
[ редактировать ]
Некоторые шлаковые конусы моногенетичны и образуются в результате одного короткого эпизода извержения, в результате которого образуется очень небольшой объем лавы. Извержение обычно длится всего несколько недель или месяцев, но иногда может длиться пятнадцать лет или дольше. [21] Парикутин в Мексике, Даймонд-Хед , Коко-Хед , кратер Панчбоул , гора Ле Брун из вулканического поля Колстоун-Лейкс и некоторые шлаковые конусы на Мауна-Кеа являются моногенетическими шлаковыми конусами. Однако не все шлаковые конусы моногенетичны: на некоторых древних шлаковых шишках видны интервалы почвообразования между потоками, что указывает на то, что извержения были разделены тысячами и десятками тысяч лет. [21]
Моногенетические конусы, вероятно, образуются, когда скорость поступления магмы в вулканическое поле очень низкая, а извержения распространяются в пространстве и времени. Это не позволяет любому извержению создать систему « водопровода », которая обеспечила бы легкий путь к поверхности для последующих извержений. Таким образом, каждое извержение должно найти свой независимый путь к поверхности. [22] [23]
См. также
[ редактировать ]- Список шлаковых шишек
- Вулканический конус - форма рельефа извержений вулкана, скопившихся в конической форме.
- Национальный памятник вулкану Капулина - Национальный памятник США в Нью-Мексико.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Аллаби, Майкл (2013). «шлаковый конус». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065 .
- ^ Jump up to: а б Полдерваарт, А (1971). «Вулканичность и формы экструзивных тел». Ин Грин, Дж; Шорт, Нью-Мексико (ред.). Вулканические формы рельефа и особенности поверхности: фотографический атлас и глоссарий . Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 1–18. ISBN 978-3-642-65152-6 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж
В этой статье использованы общедоступные материалы из Фотословарь вулканических терминов: Шлаковый конус . Геологическая служба США . - ^ Кларк, Хилари; Тролль, Валентин Р.; Карраседо, Хуан Карлос (10 марта 2009 г.). «Фреатомагматическая и стромболианская изверженная деятельность базальтовых шлаковых конусов: Монтанья-Лос-Эралес, Тенерифе, Канарские острова» . Журнал вулканологии и геотермальных исследований . Модели и продукты мафической эксплозивной деятельности. 180 (2): 225–245. Бибкод : 2009JVGR..180..225C . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2008.11.014 . ISSN 0377-0273 .
- ^ Фишер, Р.В.; Шминке, Х.-У. (1984). Пирокластические породы . Берлин: Springer Verlag. п. 96. ИСБН 3540127569 .
- ^ Джексон, Джулия А., изд. (1997). «шлаковый конус». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349 .
- ^ Фишер и Шминке 1984 , с. 150.
- ^ Jump up to: а б с д В этой статье использованы общедоступные материалы из Сьюзен С. Прист; Венделл А. Даффилд; Нэнси Р. Риггс; Брайан Потуральски; Карен Малис-Кларк (2002). Вулкан Красной горы – впечатляющий и необычный шлаковый конус в Северной Аризоне . Геологическая служба США . Информационный бюллетень Геологической службы США 024-02 . Проверено 18 мая 2012 г.
- ^ Фишер и Шминке 1984 , с. 14.
- ^ Фишер и Шминке 1984 , с. 198.
- ^ Jump up to: а б Монро, Джеймс С.; Викандер, Рид (1992). Физическая геология: исследование Земли . Сент-Пол: Западный паб. Компания р. 98. ИСБН 0314921958 .
- ^ Макдональд, Гордон А.; Эбботт, Агатин Т.; Петерсон, Фрэнк Л. (1983). Вулканы в море: геология Гавайев (2-е изд.). Гонолулу: Издательство Гавайского университета. стр. 16–17. ISBN 0824808320 .
- ^ Jump up to: а б с Вуд, Калифорния (1979). «Шлаковые конусы на Земле, Луне и Марсе». Лунная планета. Наука . Том. X. стр. 1370–72. Бибкод : 1979LPI....10.1370W .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Бличер, Дж. Э.; Грили, Р.; Уильямс, округ Колумбия; Пещера, СР; Нойкум, Г. (2007). «Тенденции в экспансивном стиле в Тарсис-Монтес, Марс, и последствия для развития провинции Тарсис». Дж. Геофиз. Рез . 112 (Е9): E09005. Бибкод : 2007JGRE..112.9005B . дои : 10.1029/2006JE002873 .
- ^ Кестхей, Л.; Джагер, В.; МакИвен, А.; Торнабене, Л.; Бейер, РА; Дандас, К.; Милаццо, М. (2008). «Изображения научного эксперимента по визуализации высокого разрешения (HiRISE) вулканических территорий за первые 6 месяцев фазы первичной научной работы Mars Reconnaissance Orbiter». Дж. Геофиз. Рез . 113 (Е4): E04005. Бибкод : 2008JGRE..113.4005K . CiteSeerX 10.1.1.455.1381 . дои : 10.1029/2007JE002968 .
- ^ Мерессе, С; Костард, Ф; Мангольд, Н.; Массон, Филипп; Нойкум, Герхард; группа Co-I HRSC (2008 г.). «Формирование и эволюция хаотических ландшафтов в результате опускания и магматизма: Hydraotes Chaos, Марс». Икар . 194 (2): 487. Бибкод : 2008Icar..194..487M . дои : 10.1016/j.icarus.2007.10.023 .
- ^ Брож, Петр; Хаубер, Эрнст; Рэй, Джеймс Дж.; Майкл, Грегори (2017). «Амазонский вулканизм внутри Долины Маринерис на Марсе» . Письма о Земле и планетологии . 473 : 122–130. Бибкод : 2017E&PSL.473..122B . дои : 10.1016/j.epsl.2017.06.003 .
- ^ Jump up to: а б Брож, П; Хаубер, Э (2012). «Уникальное вулканическое поле на Тарсиде, Марс: пирокластические конусы как свидетельство взрывных извержений». Икар . 218 (1): 88–99. Бибкод : 2012Icar..218...88B . дои : 10.1016/j.icarus.2011.11.030 .
- ^ Лоуренс, SJ; Стопар, Джули Д.; Хоук, Б. Рэй; Гринхаген, Бенджамин Т.; Кэхилл, Джошуа Т.С.; Бэндфилд, Джошуа Л.; Джоллифф, Брэдли Л.; Деневи, Бретт В.; Робинсон, Марк С.; Глотч, Тимоти Д.; Басси, Д. Бенджамин Дж.; Спудис, Пол Д.; Жигер, Томас А.; Гарри, В. Брент (2013). «Наблюдения LRO за морфологией и шероховатостью поверхности вулканических конусов и лопастных потоков лавы на холмах Мариуса» . Дж. Геофиз. Рез. Планеты . 118 (4): 615–34. Бибкод : 2013JGRE..118..615L . дои : 10.1002/jgre.20060 .
- ^ Jump up to: а б Брож, Петр; Чадек, Ондржей; Хаубер, Эрнст; Росси, Анджело Пио (2014). «Форма конусов шлака на Марсе: результаты численного моделирования баллистических путей» . Письма о Земле и планетологии . 406 : 14–23. Бибкод : 2014E&PSL.406...14B . дои : 10.1016/j.epsl.2014.09.002 .
- ^ Jump up to: а б Шминке, Ганс-Ульрих (2003). Вулканизм . Берлин: Шпрингер. стр. 99–101, 340. ISBN. 978-3-540-43650-8 .
- ^ МакГи, Люси Э.; Смит, Ян EM; Милле, Марк-Альбан; Хэндли, Хизер К.; Линдси, Ян М. (октябрь 2013 г.). «Астеносферный контроль процессов плавления в моногенетической базальтовой системе: на примере Оклендского вулканического поля, Новая Зеландия» . Журнал петрологии . 54 (10): 2125–2153. doi : 10.1093/petrology/egt043 .
- ^ «Моногенетические поля» . Мир вулканов . Государственный университет Орегона. 15 апреля 2010 года . Проверено 17 декабря 2021 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с шлаковыми конусами ( категория ) на Викискладе?
