Геологи объяснили аномальные скорости смертоносных пирокластических потоков — Naked Science
Редакция

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.
Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Позавчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

8 часов назад
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

Позавчера, 21:04
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

24 июля
Ольга Иванова

Своими корнями история Армении уходит в глубокую древность и неразрывно связана с историей всего Древнего мира. Но зачастую, зная в деталях историю Рима и Древней Греции, мы в гораздо меньшей степени осведомлены о событиях, происходивших в Античное время в Армении, оказавшейся на перекрестке цивилизаций Запада и Востока. В силу многих причин она не попала в должном объеме в учебники и незнакома тем, кто интересуется историей. Попытаемся хоть немного исправить эту несправедливость.

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

Позавчера, 11:04
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: