Лавовая трубка в Национальом парке Хавайи-ВолкейносЛавовые трубки - это каналы, которые получаются при неравномерном остывании текущей со склонов вулкана лавы.

Поверхностные слои лавы из-за контакта с воздухом, который гораздо холоднее самой лавы, остывают быстрее и становятся монолитными, образуя твёрдую корку. Она создаёт тепловую изоляцию для внутренних слоёв, которые остаются горячими и текучими. В результате ближе к центру поток лавы ещё идёт, даже когда верхние слои остыли.

По мере дальнейшего остывания лавы толщина этой корки увеличивается, замедляя скорость остывания лавы внутри лавовой трубки. И даже когда источник лавы иссякает, содержимое трубки продолжает сползать вниз под уклон, оставляя за собой пустоты, которые и называют лавовыми трубками. Выходя из трубки, лава оставляет за собой открытый проход на одном из её концов.

Это очень распространённый механизм в большинстве базальтовых лавовых потоков, что позволяет потокам лавы порой преодолевать довольно большие расстояния. Некоторые из них достигают океана и впадают в море, образуя наполовину погружённые под воду пещеры и величественные гроты.

Внутри лавовой трубки на Гавайях

Внутри лавовой трубки на Гавайях

 

Образование лавовой трубки

Необходимым условием для появления лавовых трубок является наличие щитовидного вулкана с вулканическим конусом под углом не более 5 °. Длинные возникают на относительно пологом рельефе, в условиях непрерывного оттока лавы из кратера. Скорость потока в трубах может достигать 60 км/ч и более. Также необходимым условием появления лавовых трубок типа лавовой пещеры является низкая вязкость извергаемого потока, обусловленная особым химическим составом и относительно небольшой температурой. Оптимальным значением температуры лавы, пригодной для формирования лавовых трубок, является 1200 °C.

Схема образования лавовой трубки

Схема образования лавовой трубки

Существует два способа образования лавовых трубок: путём затвердевания корки над поверхностью лавовых каналов и благодаря потокам лав типа pahoehoe (пахоэхоэ), движущихся под поверхностью.

Образовавшиеся каналы обладают прекрасной теплоизоляцией, в них долгое время сохраняется очень высокая температура, даже несмотря на то, что воздух на поверхности значительно холоднее. В результате корка утолщается довольно медленно, так что весь объём лавы успевает протечь через образовавшийся туннель, не застывая в нём. Это позволяет развиваться лавовым трубкам очень значительной протяжённости. Одновременно с этим происходит процесс расплавления породы, по которой течёт лава и, как следствие, происходит углубление. Со временем поток уменьшается и образует зазор между потолком и своей поверхностью.

По мере удаления от точки извержения лава может растекаться ненаправленным, веерным потоком. Этот тип движения называется pahoehoe. Такие потоки лавы продолжают поступать, образуя гладкие или слегка шероховатые поверхности, до тех пор, пока охлаждённые в результате контакта с воздухом верхние слои не перекрывают точки выхода лавы. При этом лава в глубине остаётся достаточно горячей, чтобы найти себе другой выход. Тогда лава вытекает из этой точки прорыва, оставляя за собой после окончания извержения пустое пространство, которое и становится лавовой трубкой.

 

Характеристики лавовых трубок

Довольно редкая для лавовых трубок структура - лавовый столб. Этот столб лавы находится в лавовой трубке системы Манчжангуль на острове Чеджудо, Корея

Лавовые поля часто состоят из основной лавовой и ряда более мелких трубок, которые разносят лаву для более мелких потоков. А когда извержение заканчивается, остатки лавы спускаются вниз по образовавшимся туннелям, оставляя за собой пустое пространство.

Лавовые поля pahoehoe лавы вулкана Килауэа

Лавовые поля pahoehoe

После того, как вся лава ушла из трубки, на стенках образовавшегося туннеля остаются отметины, показывающие уровень, на котором текла лава во время извержения, известные как потоковые выступы или потоковые линии, в зависимости от того, как глубоко они выступают из стенок туннеля.Они, как правило, имеют плоские дно, а иногда и верх. Довольно редко, но в лавовых трубках можно встретить различные «спелеологические» образования, типа сталактитов и сталагмитов, в том числе различные формы сталактитов. Лавовые трубки могут также содержать минеральные отложения, которые наиболее часто принимают форму корки или мелких кристаллов, и реже встречаются в виде сталактитов и сталагмитов.

Лавовые трубки могут достигать 14 - 15 метров в ширину, хотя как правило они намного уже, и находиться на глубине от 1 до 15 метров под поверхностью. При этом длина лавовых трубок может быть очень большой и достигать нескольких километров. Так у гавайского вулкана Мауна Лоа одна из лавовых трубок, образовавшихся во время извержения 1859 года, входит в океан примерно в 50 км от места извержения, а длина лавовых трубок на северном склоне вулкана Тейде на острове Тенерифе, благодаря их сильному переплетению в верхней зоне вулкана, достигает около 18 км.

Довольно редкая для лавовых трубок структура - лавовый столб. Этот столб лавы находится в лавовой трубке системы Манчжангуль на острове Чеджудо, Корея

Лавовый столб

Система лавовых трубок в Киама, Австралия состоит из более чем 20 трубок, многие из которых являются ответвлениями от основной трубки. Самая крупная из них составляет около 2 метров в диаметре и имеет столбчатые соединения из-за большой поверхности охлаждения. Другие трубки характеризуются концентрическими или радиальными соединениями. Большинство из этих трубок являются почти полностью заполненными из-за низкого наклона поверхности.