Геологи объяснили аномальные скорости смертоносных пирокластических потоков — Naked ScienceNaked Science
9 апреля
5 минут
Naked Science
44

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

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.

17 октября
15 минут
Александр Березин

Астрономы рассчитали, как Сатурн захватывает тела из окружающего космоса и "вычислили" сразу десятки таких экзотических спутников, сделав самое точное предсказание в истории астрономии. Попробуем разобраться, как они это сделали.

18 октября
3 минуты
Мария Азарова

Мертвый кит способен кормить других подводных обитателей на протяжении многих лет.

Сегодня, 17:51
4 минуты
Мария Азарова

По внешнему виду материал напоминает человеческую кожу.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.