Lava ballong

Photo of steaming rocks floating on discoloured water
Lavaballonger under El Hierro-utbrottet 2011–12, flytande på missfärgat vatten

En lavaballong är en gasfylld bubbla av lava som flyter på havsytan. Den kan bli upp till flera meter stor. När det kommer upp ur havet är det oftast varmt och ofta ångande. Efter att ha flytit en tid fylls den med vatten och sjunker igen.

Lavaballonger kan bildas i lavaflöden som kommer in i havet och vid vulkaniska öppningar , men de är inte vanliga. De har observerats på Azorerna , Kanarieöarna , Hawaii , Japan , Marianerna och Mexiko . Tydligen genereras de när gaser fångas i magma bildar stora bubblor som så småningom stiger till havsytan. På Kanarieöarna användes ballonger innehållande sediment för att sluta sig till åldern på källaren där vulkanen är konstruerad; dessa sediment misstolkades också först som bevis på ett förestående stort explosivt utbrott .

Utseende

En lavaballong på El Hierro

Lavaballonger är gasfyllda bubblor omgivna av en skorpa som bildas av lava; deras gasinnehåll gör att de kan flyta på havsytan. Observerade storlekar sträcker sig från 0,3 meter (1 fot 0 tum) vid El Hierro (Kanarieöarna) under utbrottet 2011–2012 till cirka 3 meter (9,8 fot) vid Terceira på deras långa axel med rundade former. De har en eller ibland flera stora håligheter omgivna av en 3–8 centimeter tjock (1,2–3,1 tum) skorpa. Den yttre delen av skorpan är mycket vesikulär och strimmig och har känsliga flödesstrukturer som kan ses med hjälp av ett svepelektronmikroskop . Den är ömtålig och bryter ofta av ballongen. Den inre delen av skorpan är separerad från den yttre delen av orange och vita lager. Den är uppdelad i tre inåt förtjockande lager, som alla innehåller varierande mängder vesiklar som blir större mot det inre.

Förekomst

Lavaballonger har beskrivits från ön Terceira på Azorerna, vid Teishi Knoll i Izu-Tobu (Japan) 1989, El Hierro, offshore Pantelleria (Foerstner-vulkanen, Italien ) 1891 och Kealakekua Bay ( Mauna Loa , Hawaii) 1877. Liknande flytande scoriablock innehållande reticulite observerades 1993–1994 vid Socorro , Mexiko. Från och med 2012 har lavaballonger endast observerats på dessa platser, även om det ökande antalet observationer kan tyda på att detta är ett vanligt sätt för undervattensvulkanism.

En liknande typ av utbrott men som involverar kiselmagma har också hittats och döpts till "Tangaroan", efter forskningsfartyget RV Tangaroa som utförde forskning om Macauley-calderan. Ballongliknande strukturer observerades 1934–1935 i Shin-Iwo-jima, Japan och vid West Rota i Marianerna. På Macauley Island på Kermadecöarna har en sådan utbrottsstil använts och använts för att förklara förekomsten av stora stenar på betydande avstånd från vulkanöppningen.

Observationer

Lavaballonger som observerades under ett utbrott 1998–2000 vid Terceira anses vara det mest anmärkningsvärda uttrycket för det utbrottet. De beskrevs som ångande mörka föremål som flyter på havet, varma nog att skada fiskelinor . Till en början trodde man att de var döda valar eller stammar. De dök upp i omgångar under ett intervall på flera månader och samlade sig i särskilda områden som tycks återspegla positionen för aktiva vulkaniska öppningar på havsbotten men även vind- och havsströmmar driven transport. Ibland observerades hundratals ballonger vid ett givet tillfälle, åtföljda av gasbubblor och partiklar som ballongerna tappade, som alla steg upp genom vattnet i form av plymer. Ballongerna ångade till en början av sin egen värme och bildade små ångplymer och väsande ljud. Deras inre kunde nå temperaturer på över 900 °C (1 650 °F) och var ibland glödande. Ballonger flöt vanligtvis i mindre än 15 minuter innan de sjönk igen eftersom vatten trängde in i dem genom sprickor i skorpan och gaser strömmade ut. Ibland kastade explosioner dock fragment i tiotals meter när vatten samverkade med ett varmt inre. Fjärrstyrda undervattensfarkoster (ROV) observationer av det förmodade ventilationsområdet fann skräp som kan ha kommit från lavaballonger.

Pantelleria-utbrottet genererade scoriaceous och vesikulära flytande strukturer med storlekar över 1 meter (3 ft 3 in) som sjönk igen under vattenytan efter att de hade blivit mättade med vatten. 1892 beskrivningar av lavaballonger om Pantelleria-utbrottet liknar Terceira-ballongerna. Som rapporterats av fiskare , flöt svarta ballonger av lava på havet, ibland framdrivna av ångstrålar och ibland exploderade med upp till 20 meter höga skräpfontäner. Precis som med Terceira åtföljdes de av gasbubblor och många av dem var tillräckligt varma för att smälta zink . Så småningom fylldes ballongerna med vatten och sjönk igen.

Vid El Hierro bröt lavaballonger ut från 27 november 2011 till 23 februari 2012 och exploderade ofta när de nådde havsytan. På havsbotten nära öppningen fanns ballonger med olika former inklusive amforaliknande och storlekar som nådde över 4 meter (13 fot). De hade sjunkit till havsbotten omedelbart efter att ha kastats ut från ventilen och hade ibland spillt ut magma. Den amfora-liknande formen verkar ha bildats när flytande ballonger avgasades genom ventiler på toppen och ballongerna deformerades.

Mot slutet av utbrottet hade några lavaballonger ett tunt lager av stelnad magma runt en glasartad kärna och verkade flyta under längre tider, vilket gjorde att de kunde nå kusten . Ballongerna fick namnet "restingoliths" och den glasartade kärnan "xeno-pimpsten". Liknande ballonger observerades vid Teishi Knoll och tycks bildas när sediment införlivas i lava och smälter och bildar en pimpstensliknande struktur. Vid El Hierro gav kärnornas ursprung upphov till en vetenskaplig debatt om huruvida de härstammade som sediment eller som kiselsyra magma; nu råder enighet om att de bildades av sediment. I Socorro innehöll kärnorna av lavaballonger reticulite .

I Kealakekua Bay observerades över hundra lavaballonger. De släppte ut svavelhaltiga gaser och ånga och var varma inuti, till och med glödande. När fartyg rörde sig över området slog ballonger upp i vattnet deras skrov men gjorde ingen skada.

Genesis

Stora flytande pimpstensblock som dessa som observerades i Kikai , Japan, 1934–1935 kan vara jämförbara med lavaballonger, men de produceras av utbrott av felsisk magma, som är rik på silikater och lättare beståndsdelar. Däremot produceras lavaballonger i allmänhet av utbrott av alkalibasalt , även om få basaltiska utbrott producerar dem.

Lavaballonger är förmodligen begränsade till ett djupområde på 30–1 000 meter (98–3 281 fot): för djupa och gasbubblor bildas inte; för grunt och avgasning splittrar klipporna. Endast ett fåtal tillräckligt stora ballonger kan stiga ända upp till havsytan; mindre fylls snabbt med vatten och sjunker. Alltför kristallin magma kan göra en skorpa för spröd för att bilda en lavaballong.

Flera olika mekanismer har åberopats för att förklara uppkomsten av lavaballonger. Vatten som tränger in i lavan kan koka och de resulterande ångorna kan blåsa upp ballongerna och få dem att flyta, även om det för Terceira har antagits en icke-vattengassammansättning. De observeras vanligtvis när lavaflöden kommer ut i havet. De verkar bildas när vatten fångas i lava när det rinner ut på en strand med vågor eller kommer in i lavarör ; i det senare fallet kan medbringat vatten transporteras genom röret och så småningom hamna i utvecklande kuddlavas som görs flytande av vattenångbubblor.

Mindre vanligt, som i Terceira, verkar ballonger och åtföljande gasbubblor ha bildats på vulkaniska öppningar snarare än på framsidan av lavaflöden, och mer specifikt på vulkaniska öppningar där magma dammar. Där samlades gas från en gasrik magma under en skorpa ovanpå lava och bildade blåsor som så småningom nådde en kritisk flytkraft och bröts av och bildade lavaballonger. Magmans höga gasinnehåll och låga viskositet under Terceira-utbrottet gjorde det möjligt för ballonger att bildas trots att ventilerna var placerade på avsevärt djup.

Slutligen har lavafontänprocesser föreslagits för att bilda ballonger under vattnet. Enligt denna modell är magmaplattor i vattnet omgivna av ett tunt skal som fångar upp utsöndrade gaser men även magma. De fångade gaserna blåser upp skalet och gör det flytande, medan kvarvarande magma upprätthåller skalet när det expanderar.

Påverkan

På ön São Miguel på Azorerna anses lavaballonger vara en av de största vulkanriskerna som härrör från undervattensvulkanutbrott. Tidiga lavaballonger bröt ut under El Hierro-utbrottet 2011–2012 innehöll xeno-pimpsten, vilket väckte oro för att utvecklade magma som fonolit och trachyte , som kan generera explosiva utbrott, kan finnas under vulkanen. När utbrottet fortsatte ledde dessa farhågor tillsammans med ett gasutbrott till evakueringen av staden La Restinga . Kopplingen mellan xeno-pimpsten och utvecklad magmas var tidigt ifrågasatt; när explosiva utbrott inte inträffade ledde detta till klagomål om att reaktionen på utbrottet hade varit oproportionerlig, särskilt med tanke på dess effekt på ekonomin. Hanteringen av El Hierro-utbrottet i allmänhet väckte intensiv kritik.

Vetenskaplig betydelse

Vid El Hierro har man dragit slutsatsen att foraminifera -fossiler som finns i lavaballongernas glasartade kärnor kommer från sediment som ligger bakom vulkanen El Hierro. Dessa fossil indikerar en krita – pliocen ålder för dessa sediment, vilket antyder att El Hierro vilar på den yngsta sedimentbasen i skärgården. Den gradvis lägre åldern på öarna från öst till väst förstärker teorin att Kanarieöarna är på toppen av en hotspot . Dessutom har det föreslagits att lavaballonger kan vara bevis på vulkanutbrott på grunt vatten.

Se även

Anteckningar

Källor

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lava_balloon&oldid=1128922219 "