Автор: Вулканы — одни из самых мощных и захватывающих природных явлений. Они могут веками оставаться спокойными, а затем внезапно извергаться, выбрасывая потоки огненной лавы. Но что происходит внутри вулкана, пока он дремлет? Почему лава остаётся жидкой, несмотря на то, что она окружена твёрдой горной породой?
Многие представляют себе подземные магматические камеры как гигантские озёра расплавленной породы, которые постоянно кипят глубоко под землёй. Однако процесс поддержания лавы в жидком состоянии гораздо сложнее, чем кажется. Разберёмся, какие природные силы и химические процессы помогают ей оставаться раскалённой внутри вулканов.
Что такое лава и магма?
Прежде чем понять, почему лава остаётся жидкой, важно различать два термина: лава и магма.
- Магма – это расплавленная порода, находящаяся под поверхностью Земли, в глубинных резервуарах вулканов.
- Лава – это та же магма, но уже выброшенная на поверхность во время извержения.
Таким образом, до извержения внутри вулкана находится именно магма, и именно она остаётся в жидком состоянии на протяжении долгого времени.
Почему магма не застывает внутри вулкана?
Магма способна сохранять своё жидкое состояние из-за нескольких факторов:
- Высокая температура – в глубинах Земли температура может достигать 1000–1500°C, что достаточно для плавления горных пород.
- Давление – под большим слоем земной коры магма остаётся в жидком состоянии, так как высокое давление предотвращает её затвердевание.
- Газовый состав – магма содержит большое количество растворённых газов (углекислый газ, водяной пар, сернистый газ), которые снижают её температуру плавления.
Эти три фактора работают вместе, создавая условия, при которых магма может оставаться расплавленной на протяжении тысяч и даже миллионов лет.
Влияние температуры на магму
Глубоко под землёй температура чрезвычайно высокая, так как тепло исходит из недр планеты. Земное ядро разогрето до 5000–6000°C, и это тепло постепенно передаётся вверх, нагревая окружающие слои.
Когда давление в вулканической камере снижается, часть магмы начинает подниматься ближе к поверхности, но за счёт высокой температуры она не остывает мгновенно.
Некоторые виды магмы содержат больше кремнезёма (SiO₂), который делает её более вязкой. Такой тип магмы удерживает тепло дольше и остывает медленнее, что также способствует сохранению жидкого состояния.
Почему магма остаётся под давлением?
Под землёй магма окружена твёрдыми породами, которые оказывают на неё огромное давление. Это давление играет ключевую роль в том, чтобы магма не затвердевала.
Когда давление велико, молекулы расплавленных пород остаются подвижными, не позволяя магме кристаллизоваться. Если давление снижается (например, если магма поднимается ближе к поверхности), начинается процесс застывания и выделения газов. Именно этот процесс и приводит к вулканическим извержениям.
Роль газов в жидком состоянии магмы
Магма содержит огромное количество растворённых газов:
- Водяной пар (H₂O)
- Диоксид углерода (CO₂)
- Сернистый газ (SO₂)
Эти газы не только уменьшают температуру плавления, но и создают дополнительное давление, удерживая магму в жидком состоянии.
Когда магма поднимается ближе к поверхности, давление падает, газы начинают выделяться, что приводит к вспениванию магмы и образованию лавовых пузырей. Это объясняет, почему во время извержений лава выглядит как кипящая жидкость.
Почему лава остывает быстрее, чем магма?
Когда магма достигает поверхности и превращается в лаву, она начинает быстро терять тепло. Это связано с несколькими причинами:
- Контакт с воздухом – температура окружающей среды гораздо ниже, чем в недрах вулкана.
- Испарение газов – высвобождающиеся газы способствуют охлаждению лавы.
- Контакт с водой или почвой – лава, попадая в океан или на холодные горные склоны, мгновенно застывает.
Но даже на поверхности лава может оставаться раскалённой в течение нескольких недель или месяцев, если её слой достаточно толстый.
Что происходит с магмой, если вулкан «засыпает»?
Не все вулканы извергаются регулярно. Некоторые могут находиться в «спящем» состоянии сотни или тысячи лет. Однако даже в такие периоды магма остаётся глубоко под поверхностью в жидком состоянии.
Если вулкан перестаёт получать тепло из глубин Земли, магма может постепенно остывать и кристаллизоваться, образуя магматические породы. Однако этот процесс занимает тысячи лет, и даже если вулкан не извергался очень долго, под ним всё ещё могут находиться резервуары жидкой магмы.
Заключение
Магма остаётся жидкой внутри вулканов благодаря высокой температуре, огромному давлению и газовому составу. Эти три фактора удерживают породы в расплавленном состоянии на протяжении миллионов лет.
Когда магма поднимается ближе к поверхности, давление падает, газы начинают выделяться, и это может привести к извержению. После выхода на поверхность лава теряет тепло гораздо быстрее, но даже в этом случае её температура остаётся высокой в течение длительного времени.
Именно эти природные процессы позволяют вулканам хранить внутри себя раскалённую магму, которая в любой момент может вырваться наружу, напоминая нам о невероятной мощи нашей планеты.