Tiede

Tiede tulivuoren savurenkaiden takana

Tiede tulivuoren savurenkaiden takana


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

On uskomatonta ajatella tulivuorta, joka tekee juhlatemppuja. Mutta on joitain tulivuoria, kuten Vanuatun tulivuori Yasur, jotka voivat kirjaimellisesti puhaltaa savurenkaita.

Näkymä on todella lumoava, ja jos ottaisit siitä kuvan, ihmiset luultavasti ajattelevat sen olevan valokuvaus. Mutta tämä ilmiö on hyvin todellinen, ja se herättää kysymyksiä siitä, mikä sen aiheuttaa.

Savurenkaita on havaittu monilta tulivuorilta ympäri maailmaa, mutta niiden mekanismin salaisuus paljastetaan vasta nyt.

LIITTYVÄT: SINISEN LAVAN JA KAWAH IJEN VOLCANON mysteeri

Tulivuoret ovat maankuoren aukkoja, jotka toimivat magman ja kaasujen pääsyn ulostulona. Magman viskositeetti vaihtelee tekijöiden, kuten lämpötilan, piidioksidipitoisuuden ja liuenneiden kaasujen määrän perusteella.

Nämä tekijät eivät vain määrää, virtaako magma vapaasti vai onko sillä enemmän vastusta (viskositeetti). Se määrittää myös, pystyvätkö kondensoituneet kaasut poistumaan magmasta ja muodostamaan savurenkaita.

Tehdään nopea tulivuoren tuntemuksemme ja yritetään ymmärtää, mitä tapahtuu näille loukkuun jääneille kaasuille tulivuoren suussa.

Kuinka tulivuoret muodostuvat?

On yli 1500 aktiivisia tulivuoria maapallolla ja mahdollisesti enemmän merien alla. Jotkut tutkijat uskovat, että 80 prosenttia maapallon tulivuorenpurkauksista tapahtuu meressä.

Havaiji, Alaska, Kalifornia, Oregon ja Washington isännöivät valtaosan tulivuorista Yhdysvalloissa.

Aktiivisen tulivuoren määrittelemiseksi on olemassa erilaisia ​​tapoja, mutta yleensä tulivuori tunnetaan aktiivisena, jos sillä on ollut ainakin yksi purkaus viimeisten 10000 vuoden aikana.

Se voi olla vaikea kuvitella, kun otetaan huomioon purkauksen väkivalta, mutta useimmat tulivuoret muodostuvat hitaasti. Nämä tulivuoret muodostuvat, kun maapallon ylemmän vaipan sisäinen magma kulkee tiensä pinnalle. Kun se on pinnalla, se muodostaa laavavirtauksia ja tuhkan kerrostumia.

Tulivuoret muodostuvat monien tällaisten purkausten aikana. Laava jäähtyy joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa, joka lopulta kovettuu kerroksiksi, jotka lopulta muodostavat tulivuoren. Tämä prosessi tapahtuu toistuvasti tuhansien vuosien ajan, ja ajan myötä tulivuoren purkautuessa se kasvaa usein isommaksi.

Mikä aiheuttaa tulivuorenpurkauksia?

Magma nousee vaipasta, kun se sulaa. Tämän voi laukaista tektoniset levyt, jotka vetäytyvät toisistaan ​​tai työntyvät alas toisiaan vastaan, tai 'kuumissa paikoissa', joissa maankuori on ohut.

Suhteellisen kevyt magma nousee pinnalle ja lopulta pakenee tulivuoren aukkojen läpi. Räjähtäviä purkauksia, joista ajattelemme usein, kun kuulemme sanan purkaus tapahtuu harvoin ja tietyntyyppisissä tulivuorissa.

Nämä tapahtuvat, kun paine nousee liian korkeaksi. Se voi myös tapahtua, kun magma joutuu kosketuksiin veden kanssa. Tämän seurauksena muodostunut höyry riittää antamaan tulivuorelle tarvittavan paineen purkautua.

Mutta kaikki tulivuoret eivät puhkaise. Ne, jotka tekevät, tunnetaan aktiivisina tulivuorina.

Näitä tulivuoria on tutkittu ja tutkittu paljon selvistä haasteista ja vaaroista huolimatta.

Mitkä ovat erilaisia ​​tulivuoria?

Tulivuoria on erilaisia. Yksinkertaisimmat ovat tuhkakartiot. Ne tapahtuvat, kun laavan hiukkasia ja läiskiä työnnetään tulivuoren tuuletusaukosta. Ajan myötä tämä rakentaa pyöreän tai soikean kartion, yleensä yläosassa kulhomaisen kraatterin. Tuhkakartio-tulivuoret ovat yleensä lyhyitä, kasvavat vain noin 1000 jalkaa korkealla.

Komposiitti- tai kerrostulivuoret ovat joitain maailman tunnetuimpia vuoria: Rainier-vuori ja Fuji-vuori ovat molemmat kerrostulivuoria. Näissä tulivuorissa magma syvältä maapallosta kanavoituna pintaan. Laava tunkeutuu pintaan tuuletusaukkojen tai halkeamien kautta ja muodostaa jyrkkäpuolisia kartioita. Yhdistetyt tulivuoret voivat räjähtää voimakkaasti ja voivat purkautua höyryä, tuhkaa ja kiveä magman sijasta. Tämän tyyppinen purkaus tunnetaan yhdessä pyroklastisena virtauksena.

Suojatulivuorilla on puolestaan ​​lempeä rinne. Näiden tulivuorenpurkaukset ovat yleisempiä, mutta tyypillisesti räjähtämättömiä. Niiden magmalla on alhainen viskositeetti, joten se voi kulkea pitkiä matkoja tulivuoren matalilla rinteillä, nämä tulivuoret kasvavat hitaasti ajan myötä, satojen purkausten kanssa, mikä luo monia kerroksia eikä räjähtä katastrofaalisesti. Kilauea-vuori Havaijilla on kilvetulivuori.

Jotkut tulivuoret muodostavat laavakupoleja. Nämä syntyvät pienistä laavamassoista, joilla on korkea viskositeetti ja happamuus ja jotka kasaantuvat tuuletusaukon yli ja sen ympärille. Kupoli kasvaa, kun sisällä oleva laava laajenee. Laavakupolit voivat räjähtää voimakkaasti, jolloin vapautuu valtava määrä kuumaa kalliota ja tuhkaa. Esimerkki kupolitulivuoresta on Puy de Dome Ranskassa.

Kaikenlaiset purkaukset vahingoittavat elämää, vaikka joillakin, kuten räjähtävillä purkauksilla, on enemmän tuhoavaa voimaa. Vaikka purkaukset ovat jännittävä tutkittava aihe, savurenkaita tapahtuu tyypillisesti silloin, kun purkauksia ei tapahdu.

Savurenkaiden selittäminen

Italian kansallisen geofysiikan ja vulkanologian instituutin vulkanologin Boris Behncken teoria sanoo, että nämä renkaat eivät itse asiassa ole savua, vaan vesihöyryä ja muita puristettuja kaasuja.

Savurenkaat ovat haastavia tutkia, koska ne katoavat nopeasti ilmakehään. Fabio Pulvirentin johtama tutkijaryhmä löysi todennäköisen savurenkaan selityksen. Pulvirenti on NASAn suihkumoottorilaboratorion vanhempi tutkija.

Tämän ryhmän lähestymistapa oli varsin radikaali. He hyväksyivät, että tämän ilmiön tutkiminen fyysisten laitteiden avulla olisi vaikeaa sen harvinaisuuden vuoksi. Sen sijaan he loivat simulaatiot tietokoneella.

He syöttivät tulivuoren savurenkaiden eri parametreja, kuten nopeuden, korkeuden ja jäähdytysajan tietokoneohjelmaan. Tämä ohjelma perustui nestemekaniikan teoreettisiin käsitteisiin, jotka määrittelivät kaasujen vuorovaikutuksen magman ja pyörteen muodostumisen fysiikan kanssa.

Sitten he vaihtelivat parametreja, jotka voivat vaikuttaa savurenkaan muodostumiseen. He havaitsivat, että tuuletusaukon paineen ja geometrian muuttaminen tiettyihin arvoihin johti savurenkaiden ulkonäköön ja katoamiseen.

Simulaatiossa kondensoituneet kaasut, pääasiassa vesihöyry, pakenivat magmasta ja työntyivät tulivuoren tuuletusaukosta. Tämä ympäröivää ilmaa lämpimämpi ja vähemmän tiheä tulivuoren höyry ajautuu ylöspäin ja alkaa laajentua.

Mekanismi muistuttaa sitä, mitä tupakoitsijan suussa tapahtuu, kun hän puhaltaa savurenkaita. On todettu, että tulivuoren on oltava kohtuullisen kapea aukko renkaiden muodostamiseksi.

Mutta mysteeri ei pääty tähän.

Miksi nämä tulivuoret eivät aina puhalla savurenkaita?

Oikea kysymys ei siis ole siitä, miten ne tapahtuvat, vaan siitä, miksi niitä ei tapahdu suurimman osan ajasta, kun ehdot täyttyvät. Ja todennäköinen vastaus on melko yksinkertainen: tuuli.

Nopea tuuli ei anna savurenkaiden muodostua, tai ainakaan ne eivät ole riittävän suuria havaittaviksi.

Käärimistä

Varhaiset metafyysikot ja tutkijat kehittivät ymmärrystä maailmasta tarkkailemalla luontoa. Tänään näemme eron tutkijoiden ja luonnon välillä.

LIITTYVÄT: AVARUUDESTA KUVAT RAIKOKEN VULKANIKKAISEN ERUPUTUKSESTA

Samanaikaisesti nykyinen tekniikka ja tutkimusmenetelmät ovat ratkaisevia ymmärryksessämme luonnosta, kuten Pulvirentin tiimi on osoittanut.

Valinta näiden kahden välillä on aina dilemma tutkijoille. Ja heidän on löydettävä tasapaino tehdä todella inspiroivaa työtä.

Tutkimus osoittaa, että riippumatta siitä, kuinka kehittynyttä tekniikkaa saa, luonnolla on aina yksi tai kaksi asia opettaa meille.


Katso video: Höyryhengitys ei onnistu sähkötupakalla (Joulukuu 2022).