Lava: Bildning, Geologi & Varianter
Dela
Lava: Från mantelsmält till vulkanisk bergart
Lava är magma som når jordens yta, förlorar värme och gas och blir vulkanisk bergart. Dess slutliga form beror på hur smältan bildades, var den bröt ut, hur mycket kiselsyra och gas den innehöll och om den svalnade i luft, under vatten, under en skorpa eller som luftburna fragment.
Vad räknas som lava?
Lava är smält eller delvis smält berg som bryter ut vid ytan. Medan den fortfarande är under ytan kallas den magma; när den väl kommer ut från en ventil, spricka eller brott blir den lava och börjar svalna till extrusiv magmatisk bergart.
Snabb kylning ger lavan dess karakteristiska finkorniga, glasartade eller porösa texturer. Tät basalt, vesikulär skoria, blek pimpsten, glansig obsidian, blockig dombergart och rundade undervattenspillow-lava kan alla vara vulkaniska produkter, även om de ser dramatiskt olika ut. Deras skillnader beror på smältans kemi, gasinnehåll, temperatur, viskositet, kristallinnehåll och kylmiljö.
Lavaflöde
En sammanhängande kropp av smält berg som rör sig över ytan. Basaltiska flöden kan färdas långt; kiselsyrarika flöden är vanligtvis korta, tjocka och brant sluttande.
Lavabitar
En bit lava som kastats, stänkt, slits loss eller brutits från ett flöde. Bollar, stänk, slagg och skoria bevarar rörelse och gasinnehåll från utbrottet.
Lavaglas
En snabbkylad smälta som svalnade för snabbt för att kristaller skulle hinna växa. Obsidian och tachylit är viktiga glasartade vulkaniska material.
Hur magma bildas
Magma bildas när förhållandena tillåter att fast bergart delvis smälter. De tre huvudsakliga vägarna är avtrycksminskning, tillsats av flyktiga ämnen och värmeöverföring.
Avtrycksminskningssmältning
Het mantel stiger och trycket sjunker snabbare än materialet kyls. Detta möjliggör partiell smältning utan att temperaturen behöver öka mycket. Avtrycksminskningssmältning driver mitt-oceanryggar, kontinentala sprickor och många hotspot-system, och producerar ofta basaltisk magma.
Flödessmältning
Vatten och andra flyktiga ämnen som frigörs från en subducerande platta sänker smältpunkten i den överliggande manteln kil. Denna process är central för vulkaniska bågar, där andesitisk och dacitisk magma är vanlig.
Värmeöverföringssmältning
Het mafisk magma tränger in i kallare skorpa och överför värme till den. I kontinentala miljöer kan detta hjälpa till att generera kiselsyrarika smältor, inklusive ryolitisk magma som är kopplad till kalderor, domer och obsidianbärande system.
Hur magma utvecklas före utbrott
Efter att smältningen börjar kan magman förändras genom fraktionerad kristallisering, assimilation av omgivande bergart, magmablandning, förlust av flyktiga ämnen och lagring i skorpreservoarer. Dessa processer hjälper till att förklara varför en vulkanisk provins kan ha utbrott av basalt, andesit, dacit och rhyolit vid olika tidpunkter.
Tektoniska miljöer
Lavasammansättning och utbrottsstil är starkt kopplade till den tektoniska miljön. Varje miljö ger en annan balans av värme, tryck, vatten, skorpeinteraktion och smältlagring.
| Miljö | Smältningsprocess | Typiska lavaprodukter | Geologiskt uttryck |
|---|---|---|---|
| Mittoceaniska ryggar | Dekompressionssmältning av uppåtstigande mantel. | Tholeiitisk basalt, kuddlava, skivflöden, gångar. | Bildning av oceanisk skorpa och undervattensvulkaniska ryggar. |
| Subduktionszoner | Flödesmätning från plattrelaterat vatten och flyktiga ämnen. | Basalt, andesit, dacit, rhyolit, kupoler, blockiga flöden. | Öbågar, kontinentala bågar, stratovulkaner och explosiva centra. |
| Hotspots | Dekompressionssmältning i mantelpelare eller långlivade termiska anomalier. | Basaltiska sköldar, alkalibasalter, lavatuber, pāhoehoe, ʻaʻā. | Oceanöar, sköldvulkaner och långa vulkaniska kedjor. |
| Kontinentala riftzoner | Utsträckning, dekompression och skorpevärmeöverföring. | Basalter till rhyoliter, obsidianflöden, kupoler och alkaliska lavar. | Riftsänkor, spricksystem, vulkanfält och kalderakomplex. |
| Stora magmatiska provinser | Högvolymsmantelsmältning och sprickutbrott. | Flodbasalter, tjocka flödessekvenser, lavaplatåer. | Lager av vulkaniska platåer och breda basaltprovinser. |
Kemi, temperatur och viskositet
Kiselsyrainnehåll är en av de starkaste faktorerna som styr lavans beteende. Lågkiselsyrad basaltisk lava är varmare och mer flytande; högkiselsyrad rhyolitisk lava är kallare, klibbigare och mer benägen att fånga gas eller stelna till glas.
| Lavatyp | Typiskt SiO2 | Typisk utbrottstemperatur | Relativ viskositet | Vanliga produkter |
|---|---|---|---|---|
| Basaltisk | Cirka 45-52 vikt% | Cirka 1100-1250 °C | Låg | Pāhoehoe, ʻaʻā, lavatuber, skivflöden, kuddlava, skoria. |
| Andesitisk | Cirka 52-63 vikt% | Cirka 900-1100 °C | Medel | Blockiga flöden, sammansatta kon-lavor, stänk, breccior. |
| Dacitisk | Cirka 63-69 vikt% | Cirka 800-950 °C | Hög | Korta tjocka flöden, kupoler, taggar, pimpstensrika kanter. |
| Rhyolitisk | Mer än cirka 69 vikt% | Cirka 650-850 °C | Mycket hög | Obsidian, pimpsten, flödesbandad lava, kupoler, coulees. |
Varför gas förändrar allt
Flyktiga ämnen som vatten, koldioxid och svaveldioxid löser sig i magma på djupet. När magman stiger och trycket sjunker bildas bubblor av dessa flyktiga ämnen. Om lavan är flytande kan gasen lättare undkomma. Om lavan är viskös kan gasen förbli instängd, vilket ger pimpsten, explosiv fragmentering eller tryckdriven kupolväxt.
Yt- och undervattensflödesstilar
Lavaflödesstil är ett direkt uttryck för viskositet, lutning, utflödeshastighet, kylhastighet, kristallinnehåll och skorpebildning. Basaltsystem kan producera både släta och taggiga former, medan kiselsyrarika lavor vanligtvis bygger korta, tjocka, blockiga massor.
Pāhoehoe
Flytande basalt utvecklar en tunn, flexibel skorpa som rynkar och veckar sig när lava fortsätter röra sig under den. Resultatet är släta, repiga, bubbliga eller skaliga ytor.
ʻAʻā
Ett störd basaltflöde bryts i kantiga klumpar och rör sig med en grov, slipande yta. Det bildas ofta när lava är kallare, mer kristallin eller rör sig under högre belastning.
Blockiga flöden
Andesitisk till ryolitisk lava bildar ofta tjocka flöden med spruckna blockytor. Deras inre kan förbli varma och duktila medan yttre skal bryts i kantiga skivor.
Lavadomer
Mycket viskös dacitisk eller ryolitisk lava kan samlas nära en öppning istället för att flöda långt. Domer kan växa som kuddar, taggar eller coulees, och deras kollaps kan skapa block- och aska-avlagringar.
Kuddlava
Undervattensutbrott kyler lava till runda kuddar med glasartade, kylda kanter. Kuddar visar på undervattens- eller underglacialt utbrott och är vanliga i oceanisk basalt.
Lavatunnlar
Ett basaltflöde kan få en skorpa medan flytande lava rinner genom ett termiskt isolerat inre. När flödet töms kan det lämna en grottliknande tunnel.
Geologiska lavavarianter
Lavavarianter förstås bäst som kombinationer av sammansättning och textur. Ett namn som basalt, andesit eller ryolit beskriver kemi och mineralogi; ett namn som skorja, pimpsten, obsidian eller kuddlava beskriver textur eller utbrottsmiljö.
| Variation | Sammansättning eller process | Synligt kännetecken | Vad den registrerar |
|---|---|---|---|
| Basalt | Mafisk, kiselsyralåg lava. | Mörk, finkornig, ibland porös eller porfyrisk. | Het, flytande lava vanlig vid ryggar, hotspots, sprickor och flodbasaltprovinser. |
| Andesit | Intermediär lava, ofta associerad med bågar. | Grå till brun, ofta porfyrisk, blockig eller breccierad. | Mer viskös lava påverkad av vattenrika subduktionssystem och jordskorpeutveckling. |
| Dacit | Kiselsyrarik intermediär till felsisk lava. | Ljusgrå till brun, blockig, domebildande, ibland pimpstenliknande. | Hög viskositet, hög gasretention och korta, tjocka flöden eller domer. |
| Ryolit | Högkiselsyra lava. | Ljus till rödaktig, flödesbandad, glasig, pimpstenliknande eller domebildande. | Kiselsyrarika smältor som svalnar till obsidian, pimpsten, domer eller bandade flöden. |
| Obsidian | Snabbt avkylt vulkaniskt glas, vanligtvis ryolitisk. | Glansigt svart, brunt, grått eller bandat glas med konkoidal brott. | Kylning så snabb att kristaller inte hann växa. |
| Skorja | Gasrika mafiska till intermediära lavabitar. | Mörkt, rött eller brunt poröst berg med tjocka bubbelskikt. | Avgasning, oxidation och utbrottsstilar som producerar slagg. |
| Pimpsten | Gasrik felsisk lava som expanderat till skummigt glas. | Ljust, mycket poröst, lätt material som kan flyta initialt. | Volatila, explosiva eller effusiva siliciska aktiviteter. |
| Stänk och bomber | Smälta fragment som kastas ut från en öppning. | Svetsade klumpar, vridna band, spindelbomber, brödskorpeformer. | Fragmentering och formning medan lavan fortfarande var plastisk eller smält. |
Kylstrukturer och efterflödesegenskaper
När lavan slutar röra sig fortsätter avkylningen att skapa nya strukturer i berget. Dessa egenskaper hjälper geologer att rekonstruera flödesriktning, kylhistorik, vatteninteraktion och senare förändringar.
Kolumnära sprickor
Tjocka flöden och lavasjöar kan krympa till polygonala pelare när de svalnar. Pelarna växer ungefär vinkelrätt mot kylningens ytor.
Flödesbandning
Kiselsyrarik lava och obsidian kan bevara strimmor, veck och band från rörelse av något olika smältlager före slutlig avkylning.
Kylskärmar
Lava i kontakt med vatten, våt sediment, is eller kall luft kan utveckla glasiga kanter eller finkorniga skinn.
Sprickbildning och brott
Avkylningens sammandragning, flödesexpansion och senare spänningar skapar sprickor som kan leda vätskor och sekundär mineraltillväxt.
Lavaexpansion
Flytande basalt kan fortsätta mata under en skorpa, lyfta ytan och skapa tumuli, tryckåsar och ihåliga håligheter.
Amygdaler
Porer kan senare fyllas av mineraler som kalcit, kvarts, kalcedon, zeoliter, klorit eller epidot och bilda amygdaloidal lava.
Porer, amygdaler och gasregister
Porer är frusna gasbubblor. Deras storlek, form, mängd och riktning avslöjar hur gaser undkom, hur snabbt lavan rörde sig och hur flödet svalnade.
- Runda porer bildas när bubblor bevaras utan mycket utdragning.
- Utdragna porer registrerar flödesrörelse eller skjuvning medan lavan fortfarande var mjuk.
- Porösa flödestoppar visar ofta gasansamling nära den övre delen av ett basaltflöde.
- Amygdaler visar att vätskor senare rört sig genom berget och avsatt sekundära mineraler.
- Pimpstensskum representerar extrem porbildning i kiselsyrarikt glas.
Identifiering och liknande utseenden
Lava identifieras genom textur, sammanhang, mineralogi, densitet, magnetism och brott. Färg ensam är inte pålitlig eftersom industriell slagg, ugnsklinker, tillverkat glas, kolavfall och färgade porösa material kan likna vulkanisk bergart.
Användbara ledtrådar
- Porer kan vara runda, utdragna, öppna eller mineralfyllda.
- Basalt är vanligtvis tät, mörk och svagt magnetisk på grund av järn-titanoxider.
- Obsidian visar glasaktig glans och konchoidal brott.
- Pimpsten är ovanligt lätt på grund av rikliga slutna porer.
- Vulkaniskt sammanhang stödjer starkt identifiering.
Slagg och klinker
Slagg kan vara mörk och porös, men kan innehålla metalliska droppar, onaturliga färger, industriella glasytor eller sammanhang kopplade till gjuterier, järnvägsbäddar, ugnar eller avfallsupplag.
Naturligt glas kontra tillverkat glas
Obsidianglas och tillverkat glas kan båda brytas konchoidalt. Flödesbandning, sferuliter, vulkaniska inklusioner och geologisk kontext hjälper till att bekräfta en obsidianidentifiering.
Skötsel och hantering
Tät basalt och många lavaprover är stabila för visning, men porösa och glasartade former kräver varsammare hantering. Pimpsten och skoria kan släppa korn från tunna bubbelskikt, medan obsidian kan ha mycket vassa kanter. Undvik termisk chock, kokande vatten, direkt eld och tunga oljor eller vaxer som kan tränga in i poröst material och förändra dess yta.
Rengöring
Använd en mjuk borste, luftblåsa eller torr trasa. Stabil basalt kan sköljas kort och torkas noggrant, men porös skoria och pimpsten bör inte lämnas våta.
Förvaring
Linda in obsidian och andra vassa glasbitar så att kanterna inte skär huden eller repar närliggande prover. Stöd ömtålig pimpsten och skoria underifrån.
Visning
Sidobelysning avslöjar vesiklar, flödeslinjer, glasartad glans och mineralfyllda amygdaler bättre än hårt direkt ljus.
Vanliga frågor
Är lava alltid basalt?
Nej. Basalt är den mest utbredda lavatypen på jordens yta, särskilt i oceaniska och hotspot-miljöer, men lava kan också vara andesitisk, dacitisk, ryolitisk eller ha mer ovanlig sammansättning.
Varför ser vissa lavalager släta ut medan andra är taggiga?
Slät pāhoehoe och taggig ʻaʻā kan båda vara basaltiska. Skillnaden beror på temperatur, kristallinitet, gasinnehåll, lutning, flödeshastighet och hur det yttre skalet bryts eller veckas medan insidan fortsätter röra sig.
Hur blir lava obsidian?
Obsidianglas bildas när kiselsyrarik lava svalnar så snabbt att kristaller inte hinner växa. Resultatet är vulkaniskt glas med glansig yta och konchoidal sprickbildning.
Varför kan pimpsten flyta?
Pimpsten innehåller så många slutna gasbubblor att dess volymvikt kan vara lägre än vatten. När vatten tränger in i pornätverket kan en bit som tidigare flöt till slut sjunka.
Vad är amygdaler i lava?
Amygdaler är tidigare gasbubblor som senare fyllts med mineraler som förts dit av vätskor. Vanliga fyllningar inkluderar kalcit, kvarts, kalcedon, zeoliter, klorit och epidot.
Kan lava bildas under vatten?
Ja. Undervattensutbrott är vanliga vid mitt-oceanryggar och oceaniska vulkaniska miljöer. Lava som bryter ut i vatten bildar ofta kuddestrukturer med glasartade, snabbt avkylda kanter.
Berättelsen om bildningen i en överblick
Lava är den synliga slutpunkten på en djup geologisk process: berg smälter delvis, magma stiger, gaser expanderar och smält material tränger fram i luft, vatten, is eller på öppen mark. Från det ögonblicket börjar avkylning omvandla rörelse till textur. Repigt basalt, taggigt ʻaʻā, kuddlava, obsidianglas, pimpsten, skoria, domer, rör, pelare, vesiklar och amygdaler är alla spår av samma omvandling: jordens värme blir ett permanent ytligt språk.