Шлаковый конус -Cinder cone

Схема внутренней структуры типичного шлакового конуса

Шлаковый конус (или шлаковый конус ) представляет собой крутой конический холм из рыхлых пирокластических фрагментов, таких как вулканические клинкеры, вулканический пепел или шлак , который образовался вокруг вулканического жерла . Пирокластические фрагменты образуются в результате эксплозивных извержений или фонтанов лавы из одного, обычно цилиндрического, жерла. Когда заряженная газом лава яростно выбрасывается в воздух, она разбивается на мелкие фрагменты, которые затвердевают и падают в виде пепла, клинкера или шлака вокруг жерла, образуя часто симметричный конус; с уклоном от 30 до 40°; и почти круглый план земли. Большинство шлаковых конусов имеют чашеобразный кратер на вершине.

Механика извержения

Схема поперечного сечения шлакового конуса или шлакового конуса

Шлаковые конусы имеют размеры от десятков до сотен метров в высоту и часто имеют чашеобразный кратер на вершине. Они состоят из рыхлого пирокластического материала ( золы или шлака ), что отличает их от конусов брызг , которые состоят из агломерированных вулканических бомб .

Пирокластический материал, слагающий шлаковый конус, обычно имеет состав от базальтового до андезитового . Он часто стекловидный и содержит многочисленные пузырьки газа, «застывшие» на месте, когда магма вырвалась в воздух, а затем быстро остыла. Фрагменты лавы диаметром более 64 мм, известные как вулканические бомбы , также являются обычным продуктом извержений шлаковых конусов.

Рост шлакового конуса можно разделить на четыре этапа. На первом этапе вокруг места извержения образуется кольцо из шлака с низким ободком. На втором этапе происходит наращивание вала, и за пределами вала начинает формироваться осыпной склон . Для третьей стадии характерны обвалы и взрывы, разрушающие первоначальную оторочку, а для четвертой стадии характерно нарастание осыпей за пределами зоны выпадения золы на поверхность (баллистическая зона ).

На затухающей стадии извержения шлакового конуса магма потеряла большую часть своего газосодержания. Эта обедненная газом магма не фонтанирует, а тихо просачивается в кратер или под основание конуса в виде лавы. Лава редко выходит сверху (за исключением фонтана), потому что рыхлый несцементированный пепел слишком слаб, чтобы выдержать давление, оказываемое расплавленной породой, когда она поднимается к поверхности через центральное отверстие. Из-за того, что в ней так мало пузырьков газа, расплавленная лава более плотная, чем богатый пузырями пепел. Таким образом, он часто прорывается вдоль дна шлакового конуса, поднимая менее плотный шлак, как пробки на воде, и продвигается наружу, создавая поток лавы вокруг основания конуса. Когда извержение заканчивается, симметричный конус пепла находится в центре окружающего слоя лавы. Если кратер полностью разрушен, оставшиеся стены образуют амфитеатр или подковообразную форму вокруг жерла.

Вхождение

Пепел на шлаковом конусе в долине Сан-Бернардино , Аризона.

Базальтовые шлаковые конусы — наиболее характерный тип вулканизма, связанный с внутриплитным вулканизмом . Они особенно распространены в связи со щелочным магматизмом , при котором извергающаяся лава обогащается окислами натрия и калия .

Шлаковые конусы также часто встречаются на склонах щитовых вулканов , стратовулканов и кальдер . Например, геологи выявили около 100 шлаковых конусов на склонах Мауна-Кеа , щитового вулкана, расположенного на острове Гавайи . Такие шлаковые конусы, вероятно, представляют собой последние стадии активности основного вулкана . Однако большинство вулканических конусов, образовавшихся при извержениях гавайского типа, представляют собой конусы брызг, а не шлаковые конусы из-за жидкой природы лавы.

Самая известная шлаковая шишка, Парикутин , выросла на кукурузном поле в Мексике в 1943 году из нового жерла. Извержения продолжались в течение девяти лет, в результате чего конус достиг высоты 424 метров (1391 фут) и образовались потоки лавы площадью 25 км 2 (9,7 квадратных миль).

Исторически самый активный шлаковый конус Земли находится в Серро-Негро в Никарагуа. Он является частью группы из четырех молодых шлаковых конусов к северо-западу от вулкана Лас Пилас . С момента своего первоначального извержения в 1850 году он извергался более 20 раз, последний раз в 1995 и 1999 годах.

Спутниковые снимки позволяют предположить, что шлаковые конусы встречаются и на других земных телах Солнечной системы. На Марсе они были обнаружены на склонах горы Павонис в Фарсисе , в районе Гидраотес Хаос на дне ущелья Копрат или в вулканическом поле Улисс Коллес . Также предполагается, что куполообразные сооружения в Мариус-Хиллз (на Луне) могут представлять собой лунные шлаковые конусы.

Влияние условий окружающей среды

Кратер SP , потухший шлаковый конус в Аризоне.

Размер и форма шлаковых конусов зависят от свойств окружающей среды, поскольку различная гравитация и/или атмосферное давление могут изменить дисперсию выбрасываемых частиц шлака. Например, шлаковые конусы на Марсе кажутся более чем в два раза шире, чем земные аналоги, поскольку более низкое атмосферное давление и сила тяжести позволяют более широкому рассеиванию выбрасываемых частиц на большую площадь. Следовательно, кажется, что количество извергнутого материала на Марсе недостаточно для того, чтобы боковые склоны достигли угла естественного откоса, и марсианские шлаковые конусы, по-видимому, управляются в основном баллистическим распределением, а не перераспределением материала на склонах, как это типично на Земле.

Шлаковые конусы часто очень симметричны, но сильные преобладающие ветры во время извержения могут вызвать большее скопление шлака на подветренной стороне жерла.

Моногенетические шишки

Парикутин извергается в 1943 году.

Некоторые шлаковые конусы являются моногенетическими , они образуются в результате одного короткого 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. Парикутин в Мексике, Даймонд-Хед , Коко-Хед , кратер Панчбоул , гора Ле Брун из вулканического поля Коулстоун-Лейкс и некоторые шлаковые конусы на Мауна-Кеа являются моногенетическими шлаковыми конусами. Однако не все шлаковые конусы моногенетические, а некоторые древние шлаковые конусы демонстрируют интервалы почвообразования между потоками, что указывает на то, что извержения были разделены от тысяч до десятков тысяч лет.

Моногенетические конусы, вероятно, образуются, когда скорость поступления магмы в вулканическое поле очень низкая, а извержения рассредоточены в пространстве и времени. Это препятствует тому, чтобы любое извержение создало систему « сантехники », которая обеспечила бы легкий путь к поверхности для последующих извержений. Таким образом, каждое извержение должно найти свой собственный независимый путь к поверхности.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки