Lava

Tok lave

10 m visoka fontana lave pāhoehoe (Havaji, ZDA)

Lava je vrsta raztaljene kamnine, ki jo med erupcijo izbruha ognjenik. Raztaljena kamnina nastaja v notranjosti nekaterih planetov, med katerimi je tudi Zemlja, in nekaterih njihovih satelitov. Lava ima na izhodu iz vulkanskega dimnika temperaturo od 700 °C do 1200 °C. Viskoznost lave je približno 10.000 krat večja od viskoznosti vode, zaradi tiksotropskih lastnosti, ki zmanjšajo njeno viskoznost, pa lahko preteče velike razdalje preden se ohladi in strdi. Ko se kava strdi, se pretvotri v magmatsko kamnino.

Beseda lava je italijanskega izvora in je verjetno nastala iz latinske besede labes, ki pomeni padati ali drseti. Besedo lava je v zvezi z iztisnjeno magmo verjetno prvi uporabil Francesco Serao pri opisu izbruha Vezuva med 14. majem in 4. junijem leta 1737.

Sestava in lastnosti

Značilen stožec ognjenika Stromboli (Italija)

Ščitasti profil ognjenika Skjaldbreidur na Islandiji

Lastnosti lave so odvisne predvsem od njene kemijske sestave.

Sestava

Magmatske kamnine, ki tvorijo lavo, se razvrščajo v štiri glavne razrede: felzične, srednje, mafične in ultramafične. Delitev temelji predvsem na kemijski sestavi kamnin, s katero so tesno povezani tudi temperatura in viskoznost magme in način izbruha.

Felzična lava

Felzične ali silikatne lave, kakršni sta na primer riolitska in dacitska lava, tvorijo lavne igle in kupole in so povezane s piroklastičnimi sedimenti. Večina silikatnih lav ima izredno veliko viskoznost in se med tokom drobi in tvori bloke breče. Visoka viskoznost je posledica velike vsebnosti silicijevega dioksida, aluminija, kalija, natrija in kalcija, ki tvorijo polimerizirano talino, bogato z glinenci in kremenom. Felzične magme lahko bruhajo že pri temperaturah 650 – 750 ºC. Neobičajno vroče riolitske lave s temperaturami preko 950 °C lahko kljub temu tečejo tudi nekaj deset kilometrov daleč. Takšni lavni tokovi so na primer na Snake River Plainu v državi Idaho na severozahodu ZDA.

Srednja lava

Srednje ali andezitske lave imajo manjšo vsebnost aluminija in silicijevega dioksida in običajno nekoliko večjo vsebnost magnezija in železa. Srednje lave tvorijo andezitske kupole in bloke lave in se pojavljajo na strmih sestavljenih ognjenikih na primer v Andih. Srednje lave so ponavadi bolj vroče kot felzične (750 - 950 °C) in nekoliko manj viskozne, ker višje temperature povzročijo depolimerizacijo taline. Talina postane bolj fluidna, poveča pa se tudi nagnjenje k tvorbi vtrošnikov. Večje vsebnosti železa in magnezija povzročijo potemnitev osnovne mase in včasih tudi kristaljenje vtrošnikov amfibola ali piroksena.

Mafična lava

Za mafične ali bazaltske lave je značilno, da vsebujejo veliko železa in magnezija in da na splošno bruhajo pri temperaturah, ki presegajo 950 °C. Bazaltska magma vsebuje veliko železa in magnezija in zato relativno manj aluminija in silicija, kar zmanjša stopnjo polimerizacije taline. Zaradi visokih temperatur je viskoznost magme lahko relativno majhna, čeprav je še vedno nekaj tisoč krat večja od viskoznosti vode. Nizka stopnja polimerizacije in visoka temperatura omogočata difuzijo, zato so v mafičnih lavah pogosto veliki in dobro oblikovani vtrošniki. Mafične lave so lahko tekoče in lahko pritečejo daleč od vulkanskega dimnika in tvorijo nizke ščitaste vulkane ali polja poplavnega bazalta. Večina bazaltskih lav je spada v razreda 'A 'ā ali pāhoehoe. Bazaltske lave pod vodno površino tvorijo blazine, ki so precej podobne tvorbam lav pāhoehoe na kopnem.

Ultramafična lava

Ultramafične lave, kakršni sta na primer komatiitska lava in z magnezijem bogata lava, ki tvori boninit, imajo izjemne sestave in temperature izbruhov. Komatiiti vsebujejo več kot 18% magnezijevega oksida (MgO) in zato bruhajo pri temperaturah okrog 1600 °C. Pri tej temperaturi ni nobene polimerizacije mineralov, zato je lava zelo lahko tekoča in ima približno enako viskoznost kot voda. Večina ultramafičnih lav, če ne vse, ni mlajših od proterozoika in samo nekaj poznanih lav je iz obdobja fanerozoika. Sodobnih ultramafičnih lav ni, ker se je Zemljin plašč preveč ohladil, da bi lahko ustvaril magmo z visoko vsebnostjo magnezijevega oksida.

Lastnosti

Najpomembenjša fizikalna lastnost lave je njena viskoznost. Visoko viskoznost imajo riolitske, dacitske, andezitske in trahitske lave. Precej visoko visoznost imajo tudi ohlajene bazaltske lave. Nizko viskoznost imalo sveže izbruhane bazaltske in karbonatitske, včasih tudi andezitske lave.

Visoko viskozne lave imajo naslednje lastnosti:

• tečejo počasi, se sprijemajo in tvorijo poltrdne bloke, ki ovirajo pretok,
• vsebujejo pline, ki pri izparevanju tvorijo mehurčke,
• povezane so z eksplozivnimi izbruhi, tufi in piroklastičnimi tokovi.

Visoko viskozne lave običajno ne tečejo kot tekočine in pogosto tvorijo eksploziven vulkanski pepel ali sklade piroklastičnega materiala. Razplinjena viskozna lava ali lava s povišano temperaturo se lahko obnašata kot tekočina.

Nizko viskozne lave imajo naslednje lastnosti:

• so lahko tekoče in tvori mlake, kanale in reke raztaljene kamnine,
• zlahka sproščajo raztopljene pline,
• izbruhi so ponavadi mirni in redkokdaj piroklastični,
• ognjeniki nimajo strmih stožcev ampak položne ščitaste profile.

Lave lahko vsebujejo tudi mnoge druge komponente, na primer trdne kristale raznih mineralov, dele tujih kamnin (ksenolite) in drobce predhodno strjene lave.

Vulkanske oblike

Lavi pāhoehoe in ʻāʻā lahko tečeta tudi druga ob drugi (Havaji, ZDA, september 2007)

Značilnosti toka lave in oblike vulkanov so odvisne od fizikalnih lastnosti lave, predvsem viskoznosti. Tokovi bolj tekoče bazaltske lave tvorijo bolj ploščate tvorbe, medtem ko tokovi viskozne riolitske lave tvorijo grčaste in kladaste gmote kamnin.

Za razvrščanje vulkanskih tvorb in pridobivanje podatkov o ognjeniških izbruhih, ki so povzročili tokove lave, se tudi v primerih, ko je lava zasuta ali je metamorfirala, uporabljajo splošna načela vulkanologije.

Idealen lavni tok ima brečasto površino. Za lavo 'ā'ā in viskozne tokove lave sta značilna avtobreča in drobir ali mehurčkasta ali penasta skorja iz žlindre ali plovca. Če se lava v stiku z zrakom ali vodo zelo hitro strdi, je površina lave steklasta.

Jedro toka lave je ponavadi masivno in kristalinično, pasasto ali razslojeno in z mikroskopskimi kristali v osnovni masi. Kristali v jedru lave so na splošno večji kot na robovih, ker imajo več časa za svojo rast.

Če lava teče preko mokre ali vlažne podlage, lahko pride do hidrotermalnih pojavov. V spodnjem sloju lave lahko nastanejo mehurčki, ki so včasih napolnjeni z minerali. Podlaga, po kateri je tekla lava, je lahko zdrobljena ali poškodovana zaradi delovanja vrele ujete vode, zemlja pa je lahko zapečena v terakoto opečnato rdeče barve.

Razločevanje silov od toka lave v sekvencah magmatskih kamnin je lahko težavno. Nekateri sili nimajo običajnih brečastih robov in lahko na zgornji in spodnji površini kažejo šibke metamorfne avreole, medtem ko lava zapeče samo podlago, po kateri je tekla. Metamorfne pojave je v naravi pogosto težko opaziti, ker so pogosto šibki in prostorsko omejeni. Peperitski sili, ki so prodrli v mokre sedimentne kamnine, ponavadi ne zapečejo gornjih površin in so zato precej podobni lavam.

Glej tudi

• Ognjenik
• Magma
• Magmatska kamnina