Какой металл не плавится в лаве
Обновлено: 08.05.2024
Все знают, что в центре Земли очень горячо, но немногие точно знают, из чего состоит лава вулкана и насколько она горячая. На отдалении 48 км от земного ядра нагрев достигает 1200 градусов по Цельсию, в самом ядре — уже 5500 градусов. От такого нагрева камни мгновенно расплавляются и становятся жидкими. Эти расплавленные камни и становятся основой для лавы, но это не единственный компонент. Из этой статьи ты узнаешь о видах лавы и их основных характеристиках, отличиях друг от друга. Также мы расскажем о типах вулканов и свойствах производимой ими лавы, температуре в жерле вулкана и в момент извержения.
Лавой называют расплавленные камни, перемешанные с газами и паром, которые вырываются из глубин Земли. Это становится возможным в тех местах, где на земной коре есть трещины. Если форма трещины будет округлой, то лава будет разливаться и застывать, образуя гору. При каждом извержении происходит наслоение, гора становится выше и выше. Именно так образуются вулканы.
Иногда вулканическая активность стихает на сотни и даже тысячи лет, и людям может показаться, что они в безопасности. Но если очаг не потух, то он в любой момент может проснуться. Так произошло с городом Помпеи в Италии, сейчас его название знают даже школьники. После извержения Везувия этого города просто не стало, его поглотили потоки лавы, а сверху накрыли горы пепла.
Какие бывают вулканы?
Нужно знать не только, сколько градусов в вулкане, но и к какому типу он относится. От этого зависит консистенция лавы и ее структура после застывания, концентрация газов и количество пара и пепла.
Гавайские
Именно такие образовали Гавайский архипелаг, они извергают только жидкую лаву. Те, что расположены на Гавайях, основаниями лежат на океаническом дне, они уходят под воду примерно на 4600 метров. Одним из самых известных является Килауэа, размер его кратера — 5,6 на 2 км. На дне бурлит жидкая магма, его глубина — 300 метров. Высота лавовых фонтанов достигает 280 метров, поперечное сечение потока обладает диаметром 30 метров. Капли улетают еще дальше, они быстро засыхают и становятся тонкими нитками. Местные жители называют их волосами Пеле, у них это богиня огня. Название закрепилось с древних времен, когда люди не знали о происхождении вулканов и температуре внутри них. Потоки магмы расползаются по окрестностям, охватывая до 60 км округи.
Стромболийские
Такие выделяют преимущественно газообразные вещества. Названы в честь вулкана Стромболи, достигающего 900 метров в высоту. Он расположен на Липарских островах. В темное время суток столб исходящих пара и газа виден в разные стороны на расстояние 150 км, это явление стало природным маяком для кораблей. Подобный естественный маяк есть у берегов Сальвадора, его назвали Цалко. Он пунктуален, выбрасывает трехсотметровый столб из пепла и дыма каждые восемь минут. На ночном небе от этого появляются отблески, что выглядит очень эффектно.
Тип Везувия
Представители такого типа показывают вулканическую активность во всей красе: сначала из-под земли идет гул, как при землетрясении, затем через трещины в склонах начинается выделение смеси газа и пара. Это различные газы, среди которых множество удушающих: сероводород, сернистый, хлористоводородный и другие. Поднимаются клубы пара и облака пепла, они уходят на несколько километров вверх. Пепел — это кусочки застывшей при более низкой температуре лавы вулкана, он может быть темным или светло-серым. Эти облака тоже разлетаются на несколько километров.
В качестве примера можно привести сам Везувий, его пепел распространяется до Северной Америки и Константинополя.
Поднявшиеся облака закрывают солнце так, что в дневное время становится темно, как ночью. Частицы электризуются, производя в атмосфере гром и вспышки молнии. Они могут выпасть, как дождь, только с неба тогда идет не вода, а грязевые потоки. Из воронки вылетают песок и камни, а также вулканические бомбы, так называют вылетающие куски застывшей лавы. Затем наружу вырывается лава, она стекает по склонам, сжигая все на своем пути. К такому типу относится Ключевская сопка, она расположена на Камчатке и является самым крупным вулканом на территории Евразии.
Пелейские
Картина тоже будет ужасающей: происходит взрыв, после которого немаленькая часть конуса распространяется в воздухе, сразу же перекрывая солнечный свет. Такого типа японский Бандай-Сан, его считали потухшим тысячу лет, но он просто спал. В 1888 году, когда этого никто не знал, часть его конуса подлетела вверх на 670 метров. Темная пелена в воздухе не спадала несколько часов. Выделение высочайшей температуры лавы при извержении вулкана не произошло, но это не спасло от разрушений: взрывная волна была настолько сильной, что она вырывала с корнем деревья и сносила все постройки. Ученые объясняют отсутствие лавы тем, что в сопках такого типа она очень вязка. Именно из-за ее вязкости газы и пар не могут выделяться постепенно, поэтому они накапливаются, что и приводит к взрыву.
Зачаточные формы
Выше были перечислены основные типы сформированных вулканов, но помимо них есть еще и те, что только развиваются. Они не извергают магму, только газообразные вещества. Их также называют маары, особенно много таких можно увидеть в западной части Германии. Чаще всего их воронки наполнены водой и напоминают озера, окруженные вулканическими породами. Из этих же пород состоит дно маара, магма расположена под ним.
Виды лавы
Разобравшись с классификацией вулканов, мы понимаем, что лава бывает разной. Ее происхождение всегда одинаковое, это верхний слой земной мантии. Находясь под земной корой, она пребывает в однородном состоянии, но по мере приближения к поверхности она выделяет газы, которые начинают кипеть и пузыриться. Именно газы являются движущей силой, которая подталкивает расплавленные камни к поверхности, чтобы они вышли через трещины. Формально лавой называют только ту часть, которая вышла на поверхности. Рассмотрим ее типы.
Базальтовая
Самая распространенная на нашей планете с незапамятных времен, встречаются как на суше, так и в океане. После застывания становится черной горной породой. Примерно половина состава приходится на магний, железо и другие металлы. Такой состав позволяет субстанции сильно разогреться, в горячем состоянии растекается со скоростью два метра в секунду, примерно в таком же темпе бежит взрослый человек. Такая скорость приносит губительные последствия в сочетании с тем, сколько градусов в вулкане с лавой базальтового типа — порядка 1200 по Цельсию. Отличительной особенностью становится толщина слоя, она будет небольшой. При этом растечется очень далеко, на несколько десятков километров от активной точки.
Кислая
Более 63% от состава приходится на кремнезем, субстанция выходит очень вязкой, она практически не может растекаться. Поток не способен преодолеть и нескольких метров за день. Нагревается до 800-900 градусов, при насыщении газов кипит и становится более активной. Обычно после выброса стекается обратно в свою кальдеру. В застывшем состоянии кислая лава знакома каждому человеку — это пемза, при быстром застывании она становится пористой и менее плотной относительно воды.
Карбонатная
О ее происхождении ученые спорят по сей день, единого мнения нет. Такая лава извергается из одного вулкана на земле — Олдоиньо-Ленгаи, что находится в Северной Танзании. Известно, из чего состоит лава вулкана, в ней много натрия. Также известно, что этот тип — самый жидкий и холодный. Температура не превышает 510 градусов, консистенция настолько жидкая, что субстанция стекает со склонов, как вода. Может быть черной и коричневой, но уже через час после выхода светлеет, через несколько месяцев становится белой. В данном случае опасность не только в температуре, но и в повышенной текучести.
Можно ли расплавить алмаз?
Алмаз – это довольно редкий и дорогой камень. Рождается он в глубине земли и выходит на поверхность в виде кимберлитовой трубки. Открыт этот минерал был давно, но только в шестнадцатом веке учеными началось изучение свойств этого драгоценного камня. После многочисленных опытов физиками был дан ответ о строении и свойствах алмаза.
Но изучение этого минерала продолжается до сих пор. В настоящее время нет точного ответа на вопрос — что будет, если расплавить алмаз? Открытие строения структуры и свойств минерала, позволило использовать его не только как ювелирное украшение, но и в различных отраслях промышленности.
Структура и свойства алмаза
По структуре алмаз представляет собой кристаллическую решетку атомов углерода с очень прочной связью, которая определяет его свойства.
- Твердость алмаза. Это самый твердый из всех минералов, известных в настоящее время. Благодаря своей структуре, разрушить или повредить его поверхность другими минералами или предметами, невозможно.
- Отсутствие реакции алмаза на агрессивную химическую среду в виде щелочей и кислот.
- Хрупкость минерала.
Особенность строения кристаллической решетки минерала делает его хрупким. При сильном ударе по камню, он раскалывается на мелкие части. Это его свойство используется ювелирами при огранке алмазов.
Если основные свойства алмаза в большей степени изучены, то какими свойствами будет обладать минерал, если его попробовать расплавить? Экспериментальные опыты на тему: «как расплавить алмаз», физиками проводились и проводятся в настоящее время.
Как расплавить алмаз
Физикам удалось, вследствие эксперимента, получить жидкие капли алмаза, но измерить температуру плавления и зафиксировать новые свойства минерала в этом состоянии, не получилось. При нагревании алмаза обычным способом в воздушном пространстве до температуры в 1000 градусов по Цельсию, он сгорает, а в вакууме, при температуре 2000 градусов, превращается в графит.
Ученые, в процессе эксперимента, решили воздействовать на природный алмаз в одну десятую карата высокой температурой, 3500 градусов по Цельсию и высоким давлением ударной волны (давление достигало 11 млн атмосфер) с помощью лазерных импульсов.
При постепенном понижении температуры и давления, появились образования в виде кусочков льда, не тонущих на поверхности образовавшейся жидкости. Количество этих твердых образований при неизменной температуре и пониженном давлении все больше и больше увеличивалось.
В виду сложности условий эксперимента, изучить свойства расплавленной формы алмаза не удалось. Однако подобные проявления зафиксированы на Нептуне и Уране. Есть вероятность, что в недрах этих планет существуют моря из расплавленных алмазов.
Расплавит ли лава алмаз?
Температура лавы колеблется от 500 до 1200 градусов. Температура плавления алмаза начинается от 3500 градусов (при этом необходимо давление более 11 ГПа). Так что нет, лава алмаз расплавить не способна. Однако она способна его сжечь, т.к. при атмосферном давлении алмаз сгорает при температуре 1000 градусов.
Что происходит, когда человек попадает в лавовый поток?
Извержение вулканов — это, несомненно, очаровательное, хотя и смертельное зрелище. Эти горы огня могут убить вас многими способами — пирокластическими потоками, сверхскоростными потоками грязи, радиоактивными осадками пепла, лавовыми бомбами. Они убивают всех без разбора, и несчастен тот, кому выпало оказаться на их пути.
Вы когда-нибудь задавались вопросом, что походит, когда человек попадает в лаву? Благодаря научным экспериментам и нескольким несчастным случаям с людьми, мы знаем ответ на этот вопрос.
Если поток лавы достаточно большой, человек может утонуть в расплавленной горной породе, тепло от которой может даже расплавить внутренние органы. Если человек, упавший в поток, не умрет из-за стресса, лава будет вливаться и физически съедать все органы. Конечно, здесь есть намного больше нюансов, но эти считаются основными.
Разновидности лавы
Во-первых, стоит отметить, что существуют различные разновидности лавы. Некоторые из них горячее, другие имеют более низкую температуру, а третьи являются липкими. Именно свойства лавы будут определять, насколько быстрой или медленной будет ваша безвременная кончина.
Если говорить в общем, в большинстве случаев температура лавы составляет около 1000 °C, и она является невероятно липкой или вязкой. Она больше похожа на очень горячую нефть, чем на воду, поэтому, если вы попадете в такой поток, лава будет цепляться к вам, как клей. Поскольку в среднем плотность лавы в 3—4 раза больше, чем нашего организма, человек будет медленно погружаться в нее, возможно, в течение нескольких минут.
Что происходит с телом человека в лавовом потоке
Таким образом, попавший в эту смертельную для себя ванну человек на несколько минут застрянет на поверхности, в то время как лава приведет к обширным ожогам. Этот вид травмы разрушает не только верхний слой кожи (эпидермис), но и нервные окончания, а также разъединяет кровеносные сосуды в дерме. Подкожный жир также будет испаряться. Сама кожа даже не будет иметь шанса стать обезвоженной. Скелет не сможет выдержать таких экстремальных температур, и поэтому начнет таять слишком быстро, от него буквально ничего не останется.
Но не стоит переживать. Благодаря смеси высокотоксичных кислых и горячих газов внутри озера лавы, вы, вероятно, почувствуете удушье, упадете в обморок и умрете задолго до того, как ваше тело расплавится.
"Безопасная лава"
Самую безопасную для падения лаву можно найти возле странного вулкана в Танзании, который называется Ол-Доиньо-Ленгаи. Он расположен на вершине Восточноафриканской рифтовой линии, вдоль которой континент разрывает себя на части. Температура лавы этого вулкана никогда не превышает 510 °C , а это значит, что если вы упадете в нее, у вас останется шанс выжить. Подобное произошло с местным представителем племени масаи несколько лет назад.
Скорость движения потока
Но проблема заключается в том, что эта лава, по некоторым свидетельствам, в 10 раз более жидкая, чем вода. Это значит, что она буквально будет преследовать вас, если вы пытаетесь убежать от нее по склону.
Хотя это ничто по сравнению с самой быстрой лавой в мире, которую извергает Ньирагонго — стратовулкан в Демократической Республике Конго. Во время извержения 1977 года потоки лавы с температурой 1200 °C двигались со скоростью 60 километров в час.
Неожиданная опасность
На вершине потока лавы всегда появляется охлажденная корка, так что если что-то или кто-то попадает в него, она пробивается. Это нарушает озеро лавы, заставляя его взрываться и выпускать много газа. В результате вокруг несчастного, который плескается в центре, возникают языки пламени, которые, конечно же, никак не способствуют надежде на спасение.
Наиболее легкоплавкие металлы: свойства, особенности, физические характеристики
Температура плавления – важная характеристика, которая чаще всего применяется именно к металлам. Она зависит от многих физических свойств веществ – их чистоты и кристаллической структуры. Какой металл наиболее легкоплавкий: Li, Al, Hg, Cu? Давайте выясним, кто из них действительно может называться таковым.
Наиболее легкоплавкие металлы
Плавление – процесс перехода из твердого состояния в жидкое. Он происходит под воздействием тепла, но зависит еще от ряда физических факторов, например от давления. Важную роль в том, насколько легко и тяжело вещество поддается плавлению, также играет его состав, размер кристаллов в решетке и прочность связей между атомами.
Температура плавления металлов очень разнится и может иметь даже минусовые значения. Она колеблется от -39 до +3410 градусов Цельсия. Тяжелее всего в жидкость превращаются молибден, вольфрам, хром, титан. Для этого процесса их требуется нагреть до температуры не менее 2000 градусов.
Наиболее легкоплавкими металлами являются галлий, ртуть, литий, олово, свинец, цинк, индий, висмут, таллий. Подробнее о некоторых из них читайте далее.
Ртуть
Полезный во многих сферах, но ядовитый металл был известен еще до нашей эры. Ртуть использовали античные и средневековые медики для лечения венерических и многих других заболеваний, алхимики пытались сделать из нее золото. Сегодня она применяется в электротехнике, приборостроении и органической химии.
Руть – это наиболее легкоплавкий металл на планете. При нормальных комнатных условиях она всегда жидкая, так как температура ее плавления составляет -39 градуса. Ее пары очень опасны, поэтому ртуть содержат только в контейнерах и специальных стеклянных колбах. На организм она действует как яд, отравляя его и выводя из строя нервную, иммунную, дыхательную и пищеварительную системы.
Галлий
Вторым в списке наиболее легкоплавких металлов находится галлий. Он становится жидкостью при температуре выше 29,5 градусов Цельсия, и размягчить его можно просто подержав немного в руках. При нормальных условиях галлий очень хрупкий, легко поддается механическому воздействию и окрашен в светло-серебристый, несколько голубоватый оттенок.
Металл очень рассеян в земной коре и не встречается в виде самородков. В природе его находят в составе различных минералов, таких как гранат, мусковит, турмалин, хлорит, полевой шпат. Кроме того, он содержится в морской воде. Галлий используют в высокочастотной электронике, для изготовления зеркал и различных сплавов.
Индий
В качестве простого вещества индий очень светлый, ковкий и мягкий настолько, что даже оставляет след, если им провести по бумаге. Он также является одним из наиболее легкоплавких металлов, но воздействуют на него только температуры выше 157 °C. Закипает он при 2072 градусах.
Как и галлий, индий не образует собственных месторождений, но содержится в различных рудах. Благодаря своей рассеяности в природе металл довольно дорогой. Его применяют в микроэлектронике, для изготовления легкоплавких сплавов, припоев, жидкокристаллических экранов для техники.
Олово
Олово плавится от температуры выше 231 градуса по Цельсию. Это пластичный и мягкий металл, светло-серебристого цвета. Оно существует четырех аллотропных модификациях, две из них появляются только при высоком давлении.
Олово довольно рассеяно в природе, но может образовывать собственные минералы, например, станнин и касситерит. Его используют в качестве покрытия для металлов для усиления их устойчивости к коррозии, а также для производства жести, фольги, разнообразных сплавов, посуды и деталей для музыкальных инструментов.
Литий
Литий – наиболее легкоплавкий металл, который становится жидкостью при температуре 180 градусов. Он мягкий, хорошо поддается ковке и механической обработке. Он относится к щелочным металлам, но проявляет активность гораздо хуже остальных представителей группы. Он медленно реагирует с влажным воздухом, а в сухой атмосфере остается практически стабильным
Металл встречается в сподумене, лепидолите, в месторождениях с оловом, висмутом и вольфрамом, содержится в морской воде и в звездных космических объектах. Литий часто используется для изготовления гальванических элементов, аккумуляторов, применяют в качестве окислителя, а также в пиротехнике. В сплавах с кадмием, медью и алюминием используется в космической, военной и авиационной технике.
Любопытные дети: почему лава не расплавляет сторону вулкана?
Это статья из серии Curious Kids для детей. Разговор просит детей присылать вопросы, на которые они хотели бы, чтобы эксперт ответил. Все вопросы приветствуются - серьезные, странные или дурацкие!
Лава из извергающегося вулкана плавит все на своем пути? И почему лава не расплавляет стороны самого вулкана? - Лиам, 5 лет, Эшвуд.
Спасибо, Лиам, за то, что задали эти очень интересные вопросы. Я вижу, вы начинаете думать как ученый.
Короткий ответ: когда лава горячая, она недостаточно горячая, чтобы растопить камни на склоне вулкана или вокруг него.
Большинство пород имеют температуру плавления выше 700 700. Лава находится между 700 1200 и 1200 ℃, когда она извергается, но начинает охлаждаться, когда скользит по склону вулкана. Воздух и земля помогают охладить его. Вам нужно только 100 ℃, чтобы вскипятить воду, так что это очень, очень жарко.
Таким образом, к моменту выхода вулкана лава, как правило, не достаточно горячая, чтобы растопить скалы, по которым она течет.
Но потоки лавы могут поджечь траву, кусты и деревья. И иногда, если дома мешают, поток лавы поджигает дрова в домах. Все, что осталось от дома, это пепел.
Большинство людей в Австралии не видят лаву, но если вы это сделаете, это будет самая горячая вещь, которую вы когда-либо видели в своей жизни.
В Австралии есть только один вулкан, где можно увидеть лаву. Это называется Биг Бен. Он находится на острове Херд, очень далеко к западу от Австралии в Индийском океане.
Подробнее: Любопытные дети: Почему планеты, ближайшие к Солнцу, не тают и не сгорают?
Вот видео ученого, собирающего лаву:
Подробнее: Любопытные дети: большинство вулканологов умирают от того, что слишком близко к вулканам?
Лава из вулкана Биг Бен стекает по склонам горы, покрытой снегом и льдом. И лава тает лед, который делает воду. Когда лава касается воды, она производит пар и взрывается.
Вот фотография, которую я сделал извержения Биг-Бена во время экспедиции в начале 2016 года:
В Австралии много мест, где можно увидеть старые лавовые потоки. Теперь они довольно крутые, и к ним можно прикасаться.
Они текли очень давно. Вы можете посетить старые лавовые потоки в Западной Австралии около юго-западного побережья в Банбери, около горы Гамбье в Южной Австралии, около горы Леура в Виктории, вдоль северо-западного побережья в Стэнли в Тасмании, вокруг Кума в Новом Южном Уэльсе и в Ундаре в Квинсленде.
Первые австралийцы видели бы, как некоторые из этих лавовых потоков выходили из вулканов и текли по земле. Должно быть, это было удивительное зрелище.
* Расскажите нам на Facebook
Читайте также: