09.04.2019
Редакция Naked Science

Геологи объяснили аномальные скорости смертоносных пирокластических потоков

Выброшенные вулканами раскаленные потоки породы способны разгоняться до многих сотен километров в час благодаря возникновению горячей «воздушной подушки».

volcano0
©Wikipedia

Обрушение вершины действующего вулкана и другие процессы могут приводить к появлению бурлящей смеси раскаленных газов, пепла и обломков породы, которая устремляется прочь на скорости во многие сотни километров в час. Такие пирокластические потоки чрезвычайно опасны, способны преодолевать водные преграды и даже двигаться вверх по склонам. Они словно обманывают обычное трение и перемещаются так, будто состоят из одной кипящей воды, а не из пепла, камней и лавы.

 

Эти свойства пирокластических потоков до сих пор остаются загадкой. Однако лабораторные эксперименты, проведенные геологами новозеландского Университета Мэсси, показали, что плотные породы в таких потоках движутся почти без трения, опираясь на «воздушную подушку» из сжатого горячего воздуха и вулканических газов. Об этом профессор Герт Любе (Gert Lube) и его коллеги пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

 

По словам ученых, это была самая масштабная в истории попытка воспроизвести вулканические процессы «в закрытом помещении», для чего в лаборатории была сконструирована установка PELE. Она заставляет двигаться массу пепла, пемзы и газов общим весом около шести тонн, симулируя обрушение эруптивной колонны — мощной лавовой струи. Некоторые вулканы взрывами выбрасывают такие потоки, и их обратное падение на склон способно приводить к образованию пирокластического потока. 

 

Чтобы смоделировать эти процессы, ученые сбрасывали разогретые выше 100 °C породы на 12-метровую наклонную горку и фиксировали их движение с помощью скоростных видеокамер и других инструментов. Скорость потока в лабораторных условиях превысила 100 км/ч, и, уже промчавшись до конца горки, обломки унеслись еще на 35 метров от ее основания.

 

©NPG Press; Lube et al., 2019

 

Наблюдения показали, что движущаяся пирокластическая смесь моментально разделяется. Сильное трение заставляет нижние слои двигаться намного медленнее верхних и приводит к образованию пустот с пониженным давлением. В них моментально устремляются газы, скопившиеся под большим давлением по соседству. В результате внизу потока образуется горячая «воздушная подушка», по которой вулканический пепел и обломки пород путешествуют, почти не чувствуя трения и набирая огромную скорость.

 

На основе собранных данных ученые создали компьютерную модель и подтвердили, что эти процессы действительно разворачиваются в масштабах реальных вулканов. Возможно, некий аналог такой воздушной подушки возникает и при оползнях и лавинах — других природных «обвалах», способных набирать удивительно большую скорость.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
10 часов назад
Мария Азарова

Ученые из США представили альтернативный молекулярный механизм образования меланоцитарного невуса, который согласуется как с экспериментальными, так и с клиническими наблюдениями.

Вчера, 14:37
Николай Цыгикало

Запуск в космос всегда динамичен. Ревущий старт, огромный факел огня, затихающий гром в небе. Первая ступень отработала и отделилась, отработала следующая, эстафета ускорения закончилась достижением орбитальной скорости на нужной высоте. Пуск ракеты завершен, заняв всего восемь – десять минут. Но выведение на этом не заканчивается. В работу вступает особая, космическая ступень. Именно она поднимает орбиту на большую высоту, начинает межпланетное путешествие, и решает много других задач. О ее сложной работе и больших возможностях – в нашем материале.

Позавчера, 11:14
Сергей Васильев

Компьютерное моделирование приливного разрушения показало, что для выживания звезд, подошедших к черной дыре чересчур близко, важнее всего их плотность.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

26 ноября
Анастасия Михалева

За всю историю исследования в космосе побывали более 500 человек. В океан на глубину более 10 километров спускались всего трое. Мы до сих пор знаем о Мировом океане и его обитателях недопустимо мало.

25 ноября
Илья Ведмеденко

Российские инженеры спроектировали самолет для межконтинентальных полетов в стратосфере. Его можно назвать условным аналогом британского Skylon.

3 ноября
Ольга Иванова

Исследований на эту тему, как ни странно, мало, хотя предположений — великое множество. По мнению ученых из Венгрии, одна из причин такого поведения — высокая концентрация внимания на речи хозяина, а еще это означает, что собака слышит знакомое слово.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

2 ноября
Мария Азарова

Авторы новой работы на примере Шотландии определили характеристики людей, умерших от Covid-19, хотя они были привиты, а также выявили основные предикторы смертности.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: