熔岩管道是在熔岩流內部自然形成的管道。當液態的熔岩流流動時,由於表面冷卻較快,形成固體硬殼,在表層硬殼的保溫作用下,其內部溫度高、流速快,從而形成管道。一個大型的熔岩流常有一個主管道和若干小的分支。當火山噴髮結束,熔岩供給終止,或上游熔岩流轉向,熔岩管道中的熔岩繼續向下流動,從而形成排空的熔岩隧洞。一般排空的熔岩隧洞底面平坦,頂部常懸掛熔岩鐘乳。 熔岩管道的存在增加了熔岩流流動的速度和距離。早期的熔岩隧洞可能被後期的熔岩流所利用。
基本介紹
- 中文名:熔岩管道
- 外文名:lava conduit
- 形成原因:火山活動、自然形成
- 舉例:卡祖穆拉
管道和隧洞,特徵,礦產資源,發生實例,火星猜想,火星可能存在,火星有關景象,
管道和隧洞
熔岩管道是在熔岩流內部自然形成的管道。當液態的熔岩流流動時,由於表
面冷卻較快,形成固體硬殼,在表層硬殼的保溫作用下,其內部溫度高、流速快,從而形成管道。一個大型的熔岩流常有一個主管道和若干小的分支。當火山噴髮結束,熔岩供給終止,或上游熔岩流轉向,熔岩管道中的熔岩繼續向下流動,從而形成排空的熔岩隧洞。一般排空的熔岩隧洞底面平坦,頂部常懸掛熔岩鐘乳石。
熔岩管道的存在增加了熔岩流流動的速度和距離。早期的熔岩隧洞可能被後期的熔岩流所利用。
特徵
一個廣大的熔岩流場經常是由一個主要的熔岩管和一系列較小的熔岩管提供一或多個分開熔岩流的熔岩。當熔岩的來源因為噴發中止而消失或轉移他處時,熔岩管系統內熔岩就會被排空,並在地表下留下類似洞穴的管道。
這種已經成為空洞的熔岩管的管壁都會有特定的特徵以顯示過去熔岩在管內流動時的高度,也就是所謂的流壁架或取決於從管壁突出程度的流線。熔岩管的底部通常是繩狀熔岩,雖然這可能被來自管頂的破裂物覆蓋。在熔岩管中可找到多種洞穴堆積物,其中包含了飛濺狀、鯊魚牙狀或管狀的各種熔岩鐘乳石。熔岩鐘乳石是熔岩管中最常見的洞穴堆積物。從管狀熔岩鐘乳石低下的物質可能會形成石筍。而前者可能會形成所謂的管狀熔岩石藤(Helictite)。在管中也有熔岩形成的圓珠狀物從小開口被擠出,並在管壁上向下滾動。熔岩管內也有礦物沉積,最常見的是形成塊狀或結晶狀,少量的會形成鐘乳石或石筍。
熔岩管寬度可達到14到15米,雖然大多數熔岩管都不到這個寬度;並且深度一般在地表下1至15米。熔岩管也可能相當長。一個來自冒納羅亞火山,最後進入海洋的熔岩管它的長度從噴發點計算可達到50公里;泰德峰的Cueva del Viento - Sobrado長度超過了18公里,這是因為它是相當錯綜複雜的系統。
一個位於澳大利亞基亞馬的熔岩管系統總共由20個管道組成。其中有許多是主熔岩管爆裂後形成。這些熔岩管中最大的直徑2米,並且在其廣大的冷卻表面上有柱狀節理。其他熔岩管則可找到同心狀或放射狀節理。這些熔岩管因為是低角度,其內部是被填滿的。
礦產資源
鑽石與黃金
提到珍寶,人們首先想到的不外乎鑽石與黃金。而提到火山,給人的印象當然是毀滅性的恐怖災難。其實不論是鑽石礦或者金礦,它們的形成都與火山有關。我們都知道,鑽石是由碳元素組成,只不過碳要在極高的溫度和壓力下才能形成鑽石,正是火山提供了形成鑽石所需要的高溫高壓,火山以下幾百公里深處的熔岩管道,就是大自然的鑽石生產線。 黃金雖然不是由火山所生成,但黃金的富集成礦卻與火山活動有著密切的聯繫。地層深處分散的金元素,被伴隨火山而來的熾熱液體攜帶到地表並且集中起來,形成可以被開採的金礦。
不僅是黃金與鑽石,基本上所有的礦產都要經歷水與火的洗禮,岩漿的熔融與冷卻使得礦物質完成了多次的次的萃取和沉積。
炙熱的液體對岩石產生蝕變作用,使岩石成分發生變化,形成了礦產。
葉蠟石礦和螢石礦
在浙江雁盪山的岩石上,古大陸岩漿流動的紋路,記錄了當時岩層斷裂、火山頻繁活動的歷史鏡頭,它是浙江省地質構造運動的一個典型標誌。而距此不遠的麗水地區,就蘊藏著豐富的葉蠟石礦和螢石礦。葉蠟石在一定的溫度範圍內會產生膨脹,所以經常用於陶瓷的燒制,避免瓷坯在高溫下發生收縮變形;而螢石則是一種神奇的光學材料。我們知道光在被玻璃折射時會發生色散,形成一條彩色的光帶,色散會大大降低光學儀器的解析度。光在通過螢石時也會發生色散,但神奇的是,螢石引起的色散方向與玻璃正好相反。所以在一組玻璃鏡片中加入一枚螢石鏡片,二種材料引起色散就能抵消,大大提高光學儀器的解析度。攝影愛好者都知道螢石鏡頭是高級和昂貴的代名詞,卻很少想到他和火山活動有什麼關係。
原生礦
除了火山活動,大海也是形成礦產的重要環境。礦產在產出形式上通常有原生礦和砂礦。原生礦往往存在於各類岩石中,而砂礦則是存在於鬆散的砂礫中的礦產。濱海礦砂種類繁多、分布廣泛、儲量豐富。它們大多是陸地上的岩石或礦體,經過上千萬年的風化剝蝕、碎裂分解,在風和流水等自然力的搬遷下,堆積在入海河口、海灣和淺海地帶而逐漸形成的。在我們居住的地球上,每一分鐘大約有3萬立方米的泥沙被河流攜帶到海洋。海浪、潮汐和海流不斷的淘洗著泥沙,進行著自然的分選。比重和大小比較接近的有用礦物,便會聚集在一起,地質學上叫“富集”。所以從某種角度來說,海岸地區可以算是巨大的天然選礦廠。
砂礦
濱海砂礦的成分比較複雜,有些成分在自然界中雖然有原生礦,但比較分散,在這種情況下,它們的砂礦就成為了首選的開採對象。在潮水漫過的沙灘上,經常會有一些紅色或者黑色的紋路,又硬又脆的紅褐色四方形小沙粒是金紅石,黑色的小沙子是鈦鐵礦,它們雖然“相貌”不同,卻都是提取金屬鈦的重要原料。鈦有“空間金屬”之稱,煉鋼時加上它,就可以耐受500℃以上的高溫。因此,鈦是製造超音速飛機、火箭、飛彈、人造衛星不可缺少的材料。 地質學告訴我們,火山與大海共同造就了地球上千奇百怪的地貌,火山與大海也給我們帶來五花八門的礦產資源,幾十億年以來,是他們兩個攜手塑造了這個星球的容貌,讓我們在讚嘆他們的神奇與偉大同時,也由衷地讚嘆地質科學的神奇與奧妙。
發生實例
- 月球:科學上的證據顯示月球上有許多熔岩管存在,尤其是馬利厄斯丘陵,該區域更被認為是未來人類殖民月球時的良好居住地點。
火星猜想
火星可能存在
火星上可能存在熔岩管道
火星軌道探測器拍攝的這個火星地貌被認為可能是一個洞口,它位於阿爾西亞山東北部明亮的火山灰斜坡上。
據英國《新
科學家》雜誌報導,美國宇航局火星勘測軌道飛行器最近拍攝到火星上的一個黑點,科學家表示這個黑點可能是火星表面一個深洞或地下洞穴的入口。但最新的研究稱這個洞穴並非之前所認為的深不見底,可能只是一處凹陷,不能成為未來太空人的庇護所。 2007年5月5日,美國宇航局的火星調查軌道器用隨機攜帶的高清晰科學實驗成像照相機,拍攝了一張火星地表照片,天文學家正是通過這張照片第一次發現這個150米×157米的黑色區域。從高處垂直向下觀測,這個黑色斑塊沒有顯示出四周有牆壁和底部的跡象,因此一些負責高清晰
火星勘測軌道探測器
科學實驗成像的科學家開始懷疑這是一個洞的入口。
這一發現引起了極大的轟動,因為這么大的洞穴可能是尋找生命現象的最佳地點,這是因為它們阻止了太陽發出的強紫外線輻射。它們還能為未來登入火星的人類提供庇護所。然而,這張新圖片顯示,這個黑色區域可能只是火星表面的一處凹陷,只不過凹陷的四壁與地面垂直而已。至少有78米深 火星勘測軌道探測器。人們還不清楚這處凹陷有多深,因為科學家通過圖像並沒發現它的底部。但是“高清晰度科學實驗成像”科研組表示,它可能至少有78米深。當夏威夷地下深處的熔岩慢慢枯竭時,在火山相交處形成了相似的“深坑”,導致疊加的岩石向下坍塌,形成四壁。雖然這個特殊的圖像最終證明不是一個洞穴的入口,但是火星上可能有尚未被人發現的“熔岩管道”——當地下熔岩被排乾後,有時就會形成很長的、管道形狀的洞穴。
火星上應該有一些坍塌的熔岩通道,因此用不了多久,一些保存完好的洞穴可能會呈現在我們的眼前。科學家已經設計出小型跳躍式機器人,將來可以用它研究火星洞穴。
火星有關景象
火星的火山熔岩管道景象
火星勘測軌道探測
火星探測器近期發現了火星上火山噴發後遺留的熔岩管道。這是塔爾西
斯山(Tharsis Montes)地帶的中心火山Pavonis Mons噴發形成的。位於最北部的Ascraeus Mons火山也形成了這種凸起的浮雕般地勢景觀。 熱熔岩的表層再次冷卻、變火山管道景觀遠景圖
厚從而形成了這種凸起硬殼。然而管道表層下的熔岩仍然處於熔化狀態。熔化狀的岩漿繼續流動,Pavonis Mons火山管道景觀遠景圖直到火山噴髮結束。科學家們認為在Pavonis Mon
火山噴發時,熔岩岩漿不斷湧出,使冷卻的表層硬殼再次被熔化,並繼續向前流動,周而復始的推動岩漿流動才會形成這種壯觀的管道狀景象。
火星探測器自2003年12月25日起圍繞這個紅色的星球飛行。這些圖片都是2004年10月2日拍攝的,但是一直沒有公布。