Фумаролы
Фумарола фумерола или ( ) [1] Это отверстие на поверхности Земли или другой каменистой планеты, из которого горячие вулканические газы и пары выбрасываются без каких-либо сопутствующих жидкостей или твердых веществ. Фумаролы характерны для поздних стадий вулканической активности , но фумарольная активность может также предшествовать извержению вулкана и использоваться для прогнозирования извержений . Большинство фумарол затухают в течение нескольких дней или недель после окончания извержения, но некоторые из них сохраняются, продолжаясь десятилетия или дольше. Область, содержащая фумаролы, известна как фумарольное поле .
Преобладающим паром, выделяемым фумаролами, является пар , образующийся в результате циркуляции грунтовых вод через нагретую породу. Обычно это сопровождается вулканическими газами, выделяемыми при охлаждении магмы глубоко под поверхностью. Эти вулканические газы включают соединения серы , такие как различные оксиды серы и сероводород , а иногда и хлористый водород , фтороводород и другие газы. Фумаролу, выделяющую значительные количества соединений серы, иногда называют сольфатарой .
Фумарольная деятельность может разрушить горную породу вокруг жерла, одновременно откладывая серу и другие минералы. ценные гидротермальные месторождения полезных ископаемых Под фумаролами могут образовываться . Однако активные фумаролы могут представлять опасность из-за выброса горячих ядовитых газов.
Описание
[ редактировать ]
Фумарола . (или фумерола ; от французского fumerolle — куполообразное сооружение с боковыми отверстиями, построенное над кухней для выхода дыма) [2] планеты ) — это отверстие в коре , из которого выделяются пар и газы , но не выделяются жидкие или твердые вещества. [3] Температура газов, выходящих из вентиляционного отверстия, колеблется от 100 до 1000 ° C (от 210 до 1800 ° F). [4] Пар образуется при перегреве грунтовых вод раскаленной породой, затем вспыхивает (кипит из-за разгерметизации) по мере приближения к поверхности. [5]
Помимо пара, газы, выделяемые фумаролами, включают углекислый газ , оксиды серы , сероводород , хлористый водород и фторид водорода . Они возникают в результате остывания магмы под землей. Не все эти газы присутствуют во всех фумаролах; например, фумаролы Килауэа на Гавайях, США, почти не содержат хлористого и фтористого водорода. [3] Газы могут также содержать следы карбонилсульфида , сероуглерода , водорода , метана или угарного газа . [6] Фумаролу, выделяющую сернистые газы, можно назвать сольфатарой (от староитальянского solfo — «сера»). [7] [8] ). Кислотно-сульфатные горячие источники могут образовываться фумаролами, когда часть пара конденсируется на поверхности. Поднимающиеся снизу кислотные пары, такие как CO 2 и H 2 S, затем растворяются, создавая нагретые паром горячие источники с низким pH. [9]
Фумаролы обычно связаны с поздними стадиями вулканической активности. [10] хотя они также могут предшествовать вулканической активности [4] и использовались для прогнозирования извержений вулканов. [5] В частности, изменения в составе и температуре фумарольных газов могут указывать на скорое извержение. [3] Увеличение выбросов оксида серы является особенно убедительным признаком того, что новая магма поднимается из глубин, и его можно обнаружить за месяцы или годы до извержения. Продолжающиеся выбросы оксида серы после извержения являются признаком того, что магма продолжает подниматься к поверхности. [6]
Фумаролы могут располагаться вдоль крошечных трещин, вдоль длинных трещин или в хаотических скоплениях или полях. Они также встречаются на поверхности потоков лавы и пирокластических потоков. [11] Фумарольное поле — это область термальных источников и газовых жерл, где неглубокая магма или горячие магматические породы выделяют газы или взаимодействуют с грунтовыми водами . [12] Когда фумаролы возникают в условиях замерзания, они могут образовывать фумароловые ледяные башни .
Фумаролы могут сохраняться десятилетиями или столетиями, если расположены над постоянным источником тепла; или они могут исчезнуть в течение нескольких недель или месяцев, если возникают на поверхности свежих вулканических отложений, которые быстро остывают. [11] Долина десяти тысяч дымов , например, образовалась во время извержения Новарупты в 1912 году на Аляске . Первоначально в остывающем пепле от извержения возникли тысячи фумарол, но со временем большинство из них вымерло. [13] Стойкие фумаролы обнаружены на Серной банке на северной окраине кальдеры , Килауэа но большинство фумарол на Гавайях сохраняются не более нескольких месяцев. [3] до сих пор сохранилось множество действующих фумарол. В Йеллоустонском национальном парке , США, [14] примерно через 70 000 лет после последнего извержения. [15]
Экономические ресурсы и опасности
[ редактировать ]
Кислые пары фумарол могут разрушить породу вокруг жерл, создавая яркие ореолы изменений . [5] На Серной банке недалеко от Килауэа легкие изменения превратили породу в серо-белый опал и каолинит, при этом первоначальная текстура породы все еще различима. Изменение начинается вдоль трещин в породе и продолжается внутрь, пока не будет изменен весь блок суставов. Более сильные изменения (при более низком pH ) превращают материал в глинистые минералы и оксиды железа от красного до красновато-коричневого цвета с образованием глины . [16] Тот же процесс может привести к образованию ценных гидротермальных рудных месторождений на глубине. [5]
Фумаролы, выделяющие сернистые пары, образуют поверхностные отложения богатых серой минералов и фумарольных минералов . Кристаллы серы на Серных отмелях возле Килауэа могут вырасти до 2 сантиметров (0,8 дюйма) в длину, а значительное количество серы отложено на Серном конусе в кальдере Мауна-Лоа . [3] Места, в которых были добыты эти месторождения, включают:
- Кратер Иджен [17] [18] и Арджуно-Велиранг , [19] Индонезия
- Комплекс Пурико [20] возле Сан-Педро-де-Атакама в Чили
- Гора Тонгариро в центральной части Северного острова , Новая Зеландия (добывалась маори до 1950 года) [21]
- Вакаари/Уайт-Айленд в заливе Пленти , Новая Зеландия (добывались с 1880-х по 1930-е годы) [22] [23]
- Сицилия , которая имела почти монополию на серу до разработки процесса Фраша для добычи серы из соляных куполов. [24]
Добыча серы в Индонезии иногда осуществляется за низкую плату вручную, без респираторов или другого защитного оборудования. [17]
В апреле 2006 года выбросы фумарол убили троих работников лыжного патруля к востоку от стула 3 на горнолыжном курорте Маммот-Маунтин в Калифорнии. Рабочие были подавлены скоплением токсичных паров (мазуку ) в трещине, в которую они упали. [25] [26]
События
[ редактировать ]Фумаролы встречаются по всему миру в районах вулканической активности. Вот несколько примечательных примеров:
- Кампи Флегрей , Италия, известная с древних времен и считающаяся входом в ад . [27] за которым сейчас пристально следят из-за опасности, которую он представляет для близлежащей урбанизации. [28]
- Центральная вулканическая зона , Южная Америка [29]
- Кальдера Корбетти , Эфиопия, где строится геотермальная электростанция. [30]
- Вулканическая зона Таупо , Новая Зеландия, где фумаролы поддерживают уникальную экосистему, находящуюся под угрозой исчезновения. [31]
- Гора Усу , Япония [32]
- Долина Запустения в Национальном парке Морн-Труа-Питон в Доминике [33]
- Фурнаш , остров Сан-Мигель, Азорские острова (Португалия)
- В Йеллоустонском национальном парке есть тысячи фумарол, в том числе «Черный Гроулер» в бассейне гейзера Норрис и многочисленные фумаролы, усеивающие Ревущую гору . [34]
На Марсе
[ редактировать ]Образование, известное как Домашняя плита в кратере Гусева на Марсе , которое было исследовано марсианским исследовательским марсоходом (MER) Spirit , предположительно является эродированными остатками древней и потухшей фумаролы. [35]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «фумероль – Определение и значение» . Словарь Merriam-Webster.com . Мерриам-Вебстер . Проверено 4 июня 2023 г.
- ^ «фумарола» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
- ^ Перейти обратно: а б с д и Макдональд, Гордон А.; Эбботт, Агатин Т.; Петерсон, Фрэнк Л. (1983). Вулканы в море: геология Гавайев (2-е изд.). Гонолулу: Издательство Гавайского университета. стр. 53–55. ISBN 0824808320 .
- ^ Перейти обратно: а б Аллаби, Майкл (2013). Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 9780199653065 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Филпоттс, Энтони Р.; Аг, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. п. 70. ИСБН 9780521880060 .
- ^ Перейти обратно: а б Шминке, Ганс-Ульрих (2004). Вулканизм . Springer Science & Business Media. п. 47. ИСБН 9783540436508 .
- ^ «сольфатара» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
- ^ «Сольфатара» . Словарь Merriam-Webster.com . Мерриам-Вебстер . Проверено 20 февраля 2020 г.
- ^ Уайт, Делавэр; Глушитель, ЛДП; Трусделл, АХ (1971). «Гидротермальные системы с преобладанием пара по сравнению с системами горячего водоснабжения». Экономическая геология . 66 (1): 75–97. Бибкод : 1971EcGeo..66...75W . дои : 10.2113/gsecongeo.66.1.75 .
- ^ Джексон, Джулия А., изд. (1997). «фумарола». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349 .
- ^ Перейти обратно: а б
В этой статье использованы общедоступные материалы из «Фумарола» . Фотословарь Геологической службы США . Геологическая служба США . Проверено 6 февраля 2019 г. - ^ Нойендорф, Клаус К.Е. (2005). Джексон, Джулия А.; Мука, Джеймс П.; Нойендорф, Клаус К.Е. (ред.). Глоссарий геологии . Springer Science & Business Media. п. 257. ИСБН 9780922152766 . Проверено 6 июня 2015 г.
фумароловое поле[:] Группа крутых фумарол.
- ^ Хилдрет, В .; Фирштейн, Дж. (2012). Извержение Новарупта-Катмай 1912 года – крупнейшее извержение ХХ века; столетняя перспектива . Рестон: Профессиональная статья Геологической службы США, 1791. стр. 135.
- ^ «Фумаролы» . Вулканические особенности и формы рельефа . Служба национальных парков . Проверено 1 марта 2022 г.
- ^ «Краткая информация об истории извержений» . Йеллоустонская геология и история . Геологическая служба США . Проверено 1 марта 2022 г.
- ^ Макдональд, Эбботт и Петерсон 1983 , стр. 134.
- ^ Перейти обратно: а б «Кавах Иджен: между потенциалом и угрозой» . Джакарта Пост . 19 декабря 2011 г.
- ^ Дюкхарт, Коберн (17 ноября 2015 г.). «Борьба и напряжение при добыче «дьявольского золота» » . Нэшнл Географик. Архивировано из оригинала 9 апреля 2021 года . Проверено 1 марта 2022 г.
- ^ Пфайффер, Том (2006). «Фотографии вулкана Велиранг» . Открытие вулкана . Проверено 1 марта 2022 г.
- ^ Глобальная программа вулканизма, Национальный музей естественной истории, Смитсоновский институт.
- ^ Симпсон, Марк П.; Бигналл, Грег (январь 2016 г.). «Неразработанные высокоэнтальпийные геотермальные поля вулканической зоны Таупо, Новая Зеландия». Геотермия . 59 : 325–346. Бибкод : 2016Geoth..59..325S . doi : 10.1016/j.geothermics.2015.08.006 .
- ^ «Извержение на острове Вакаари-Уайт унесло жизни 10 человек» . nzhistory.govt.nz . Проверено 26 октября 2021 г.
- ^ «Катастрофа на Белом острове» . Новозеландский географический . Проверено 26 октября 2021 г.
- ^ Феррара, Винченцо (2016). «Добыча серы на Сицилии». Очерки истории машиностроения . История механизма и машиноведения. Том. 31. С. 111–130. дои : 10.1007/978-3-319-22680-4_8 . ISBN 978-3-319-22679-8 .
- ^ Хаймон, Стив; Коваррубиас, Аманда (9 апреля 2006 г.). «Как рутина в Мамонте обернулась трагедией» . Лос-Анджелес Таймс . Проверено 9 мая 2011 г.
- ^ Кантрелл, Ли; Янг, Майкл (март 2009 г.). «Роковое падение в вулканическую фумаролу» . Медицина дикой природы и окружающей среды . 20 (1): 77–79. doi : 10.1580/08-WEME-CR-199.1 . ПМИД 19364170 . S2CID 207182190 .
- ^ Каррабба, Паола (2010). «Врата Аида: Флегрейские поля». Природное наследие с Востока на Запад . стр. 193–200. дои : 10.1007/978-3-642-01577-9_24 . ISBN 978-3-642-01576-2 .
- ^ Трояно, А.; Исайя, Р.; Трампаруло, FDA; Ди Джузеппе, MG (декабрь 2021 г.). «Основные фумарольные механизмы Пискарелли, реконструированные с помощью электросопротивления и визуализации индуцированной поляризации» . Научные отчеты . 11 (1): 18639. Бибкод : 2021NatSR..1118639T . дои : 10.1038/s41598-021-97413-1 . ПМЦ 8452721 . ПМИД 34545113 .
- ^ Тамбурелло, Дж.; Ханстин, TH; Бредемейер, С.; Аюппа, А.; Тасси, Ф. (28 июля 2014 г.). «Выбросы газа из пяти вулканов на севере Чили и последствия для бюджета летучих веществ Центральной вулканической зоны: Бюджет летучих веществ CVZ, Чили». Письма о геофизических исследованиях . 41 (14): 4961–4969. дои : 10.1002/2014GL060653 . hdl : 10447/99158 . S2CID 55877335 .
- ^ Паола, генеральный директор (июнь 1971 г.). «Геология района кальдеры Корбетти (Главная Эфиопская рифтовая долина)». Вулканологический бюллетень . 35 (2): 497–506. Бибкод : 1971BVol...35..497D . дои : 10.1007/BF02596970 . S2CID 130428510 .
- ^ «Фумаролы» . Исследование Манааки Венуа в области землепользования . Проверено 1 марта 2022 г.
- ^ Саймондс, РБ; Мизутани, Ю.; Бриггс, Пол Х. (1996). «Долгосрочное геохимическое наблюдение за фумаролами купола Сёва-Синдзан, вулкана Усу, Япония». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 73 (3–4): 177–211. Бибкод : 1996JVGR...73..177S . дои : 10.1016/0377-0273(96)00029-7 .
- ^ «Национальный парк Морн-Труа-Питон» . ЮНЕСКО . 1997 год . Проверено 28 июля 2020 г.
- ^ «Гидротермальные особенности» . Йеллоустонский национальный парк . Служба национальных парков США . Проверено 1 марта 2022 г.
- ^ Р.В.Моррис, SWSquyres и др. «Гидротермальная система на Домашней плите в кратере Гусева, Марс». Лунная и планетарная наука XXXIX (2008)
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Добыча серы на вулкане Велиранг
- Чисхолм, Хью , изд. (1911). . Британская энциклопедия . Том. 11 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 300–301.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
