Lava

10 meter høg lavafontene på Hawaii i USA

Lava er smelta stein som vert kasta ut under eit vulkanutbrot. I det lavaen kjem ut av vulkanventilen er han flytande og har ein temperatur frå 700 °C til 1200 °C. Sjølv om lava er forholdsvis viskøs, om lag 100 000 gonger meir viskøs enn vatn, og kan flyte over store avstandar før han vert avkjølt og stivnar. Dette kjem av dei tiksotropiske og pseudoplastiske eigenskapane til lavaen.

Ein lavastraum er lava som flyt ut av ein lavaventil i eit ikkje-eksplosivt utbrot. Når lavaen stoppar opp stivnar han og dannar ein magmatisk stein. Uttrykket lavastraum vert vanlegvis berre forkorta til lava. Eksplosive utbrot produserer ei blanding av vulkansk oske og andre fragment kalla tefra i staden for lavastraumar. Ordet «lava» kjem frå italiensk, der det igjen truleg kjem frå det latinske ordet labes, som tyder eit fall eler eit ras. Den første bruken av ordet i samanhengen til magma som kjem opp ein vulkan kjem frå Francesco Serao om utbrotet til Vesuv mellom 14. mai og 4. juni i 1737. Serao skildra ein «straum av brennande lava» som ein samanlikning til vatn eller gjørme som renn ned sidene av ein vulkan etter kraftig regn.

Steinsmelte er eit samleomgrep som vert nytta om både lava og magma.

Samansetting

Lavastraum frå Pāhoehoe på Big Island i Hawaii i september 2007

Generelt er det meir samansettinga til lavaen som avgjer korleis han oppfører segg enn temperaturen han har ved utbrotet. Vulkanske bergartar som er danna av lavastraumar kan delast inn i tre kjemiske grupper: Felsisk, intermediær og mafisk. Desse klassane er hovudsakleg kjemiske, men den kjemiske samansettinga til lava har ein tendens til å ha samanheng med temperaturen og viskosisteten til lavaen, samt kva type utbrot ein har.

Felsisk lava, som rhyolitt og dasitt, dannar vanlegvis lavaryggar, lavadomar eller «couleé» (som er tjukke, korte lavastraumar) og består vanlegvis av pyroklastiske (brotstykkeaktige) partiklar. Felsisk lava er som regel særs viskøs og deler seg vanlegvis opp i bitar når han trengjer ut og dannar blokkaktive breksjer. Den store visoksiteten og styrken kjem av den kjemiske samansettinga, som består av mykje silika, aluminium, kalium, natrium og kalsium, og dannar ei polymerisert væske med mykje feltspat og kvarts, som derfor har høgare viskositet enn andre magmatypar. Felsisk magma kan slyngast ut ved temperaturar ned mot 650-750 °C. Uvanleg varm (>950 °C) rhytolittlava kan renne fleire titalskilometer, slik som den på Snake River-sletta nordvest i USA.

Intermediær eller andesittisk lava har mindre aluminium og silika, og vanlegvis meir magnesium og jern. Intermediær lava dannar andesittdomar og blokklava, og kan oppstå i bratte komposittvulkanar, som i Andesfjella. Intermediate lavas form andesite domes and block lavas, and may occur on steep composite volcanoes, such as in the Andes. Med mindre aluminium og silika enn felsisk lava, i tillegg til at han vanlegvis er varmare (750 til 950 °C), er han òg vanlegvis mindre viskøs. Høgare temperaturar har ein tendens til å øydelegge polymeriserte band i magmaen og dette gjev meir flytande stoff og dannar som regel oftare fenokryst. Meir jern og magnesium viser seg ved at dei gjev ein mørkare matriks, og stundom òg amfibol- eller pyroksenfenokrystar.

Mafisk eller basaltisk lava har vanlegvis eit høgt innhald av jern og magnesium og oppstår vanlegvis i utbrot med temperaturar over 950 °C. Basaltisk magma har mindre aluminium og silika, som i lag med meir jern og magnesium reduserer graden av polymeriseringa. På grunn av den høge temperaturen er viskositeten relativt låg, men likevel mange tusn gonger meir viskøs enn vatn. Den låge graden av polymerisering og høg temperatur gjev gode høve for kjemisk diffusjon, så ein ser ofte store, tydelege fenokrystar i mafisk lava. Basaltlava kan produsere låge skjoldvulkanar eller basaltsletter sidan den flytande lavaen kan renne langt bort frå ventilen. Basaltlava er vanlegvis av typen of a'a eller 'pahoehoe', og ikkje blokklava. Under vatn kan dei danna putelava.

Ultramafisk lava som komatiitt med mykje magnesium som dannar boninitt. Komatiitt inneheld over 18 % magnesiumoksid og kan ha oppstått i utbrot med temperaturar på 1600 °C. Ved så høge temperaturar er det ingen polyerisering av minerala i magmaen og dette skapar ein særs flytande lava med viskositet nær vatn. Det meste, om ikkje all, ultramafisk lava er ikkje yngre enn proterozoikum, og eit par tilfelle med ultramafisk lava er kjend frå fanerozoikum. Det finst ingen kjende komatiittlava etter den tid sidan mantelen til Jorda har vorte for kald til å produsere så magnesiumrik magma.

Oppførsel

Ein del av ein pāhoehoe-straum kryssar ein veg i Kalapana i den austlege riftsona til vulkanen Kīlauea på Hawaii.

Viskositeten til lava er viktig fordi han avgjer korleis lavaen vil oppføre seg. Lava med høg viskositet er rhyolitt, dasitt, andesitt og trakytt, men avkjølt basaltisk lava kan òg verte ganske viskøs. Dei med låg viskositet er fersk basalt, karbonatitt og stundom andesitt.

Lava med høg viskositet oppfører seg som følgjer:

• renn sakte, stoppar opp og formar halvfaste blokker som stoppar straumen.
• fangar gass, som dannar blører i steinen medan dei stig til overflata.
• oppstår ofte i samband med eksplosive eller freatiske utbrot og ofte i samband med tuff og pyroklastisk straum.

Lava med høg viskositet renn vanlegvis ikkje som ei væske, og dannar vanlegvis eksplosiv oske eller tefra. Viskøs lava utan gass eller lava frå eit noko varmare utbrot kan vanlegvis danna lavastraumar.

Lava med låg viskositet oppfører seg vanlegvis som følgjer:

• renn lett, dannar pyttar, kanalar og elvar av smelta stein.
• frigjev lett gassar i det dei vert danna
• utbrota er sjeldan pyroklastiske og er vanlegvis rolege.
• vulkanane vert ofte forma som breie skjold i staden for bratte kjegler.

Det er tre former for lågviskositetslava: ʻaʻā, pāhoehoe og putelava. Dei tre formene baserer seg på basaltiske straumar frå Hawaii.

Lava kan òg innehalde mange andre komponentar, stundom faste krystallar og forskjellige mineral, fragment av eksotiske bergartar som xenolitt og fragment frå tidlegare størkna lava.

Vulkansk morfologi

Lava renn ut i havet og gjer Hawaii større.

Den fysiske eigenskapen til lava skaper dei fysiske formene til lavastraumar eller ein vulkan. Meir flytande basaltisk lava dannar som regel meir flate vulkanfjell, medan viskøs rhyolittlava dannar meir vertikale fjell eller haugar.

Med teknikkar i vulkanologi kan ein klassifisere vulkanske former og finne informasjon om utbrota som lavaen kom frå, sjølv om lavaen er gravlagd eller har endra seg.

Lava renn ut i Stillehavet på Hawaii.

Den ideelle lavastraumen har ein topp av breksje, anten som putelava, autobreksje eller brotstein som i ʻaʻā og viskøs straum, eller ein flytande eller skummande panser som slagg eller pimpstein. Toppen av lavaen er ofte glasaktig sidan han stivnar momentant når han kjem i kontakt med luft eller vatn.

Midt i lavaen er han som regel massiv og krystallinsk, forma i band eller lag med mikroskopiske krystallar frå matriksen. Ein meir viskøs lava flyt som regel som eit dekke, og blokker og brekjse er innblanda i den klissete lavaen. Storleiken på krystallane i midten av lavaen vil som regel vere større enn i dei ytre laga, sidan krystallane har meir tid til å vekse her.

I botn av lavaen kan ein sjå spor av hydrotermal aktivitet om lavaen renn over fuktige eller våte underlag. Den nedre delen av lavaen kan ha holrom, stundom fylt med mineral (mandel). Underlaget som lavaen har gått over kan vise teikn på skuring, og det kan vere øydelagd eller påverka av kokande vatn nede i underlaget, og for jordsmonnsprofil kan underlaget ha brend til mursteinsraud terrakotta.

Å skilje mellom lava som nyleg har trengt seg inn i ein lagergang og lava som har strøymd der for lenge sidan kan vere vanskeleg. Enkelte lagergangar har vanlegvis ikkje brekjser langs randområdet og kan vise svake metamorfisk glorier på både den øvre og den nedre overflata, medan lavaen berre brenn underlaget under seg. Det er ofte vanskeleg i praksis å finne desse metamorfiske fenomena sidan dei vanlegvis er svake og har liten storleik.

ʻAʻā

ʻAʻā (òg skrive aa, aʻa, ʻaʻa og a-aa, uttalt ˈʔɑʔɑː på hawaiisk engelsk, kjem frå hawaiisk språk og tyder «steinete med grov lava», men òg å «brenne» eller «flamme», og er ein av tre typar hovudgrupper av lava. ʻAʻā er basaltisk lava med ru eller grov overflata og består av stykke av lavablokker kalla størkna slagg (klinke).

Glødande ʻaʻā renn ut over ein pāhoehoe på ei kystslette påKīlauea på Hawaiʻi.

Den lause, grove og skarpe overflata til ʻaʻā-lava gjer at han flytter seg sakte. Den størkna overflata dekker ei massiv, tett kjerne, som er den mest aktive delen av lavastraumen. Medan ein seig, deigaktig lava renn nedover ei fjellside i kjernen av lavastraumen, renn det størkna slagget nedover på overflata. Ved framkanten av ein ʻaʻā-straum, fell desse avkjølte delane ned føre straumen og hamnar under lavastraumen som kem bak. Dette produserer eit lag med størkna lava både på toppen og under ein ʻaʻā-straum.

Lava kan hope seg opp i ballar eller kuler så store som 3 meter i ein ʻaʻā-straum. ʻAʻā har vanlegvis høgare viskositet enn pāhoehoe-lava. Pāhoehoe kan verte ʻaʻā om han vert turbulent etter å ha støtt på hindringar eller bratte skråningar.

Den skarpe strukturen gjer at ʻaʻā lett reflekterer radarbølgjer, og er dermed lett å sjå frå satellittar.

ʻAʻā-lava oppstår oftast i utbrot med temperaturar på 1000 °C til 1100 °C

Pāhoehoe

Pāhoehoe (frå hawaiisk og tyder «glatt lava») er basaltisk lava som har ei glatt, bølgeaktig og seig overflate. Denne overflatestrukturen kjem av at lavaen er ganske flytande under den størknande overflata.

Ein pāhoehoestraum rykker vanlegvis fram gjennom ei rekkje små armar som kontinuerleg bryt ut frå ei avkjølt skorpe. Han dannar òg lavatunnelar, og med lite varmetap i slike tunnelar har lavaen generelt låg viskositet. Overflatestrukturen til pāhoehoestraumar varierer stort og kan gje mange slags former som vert kalla lavaskulpturar. Etter kvart som denne type lavastraumar renn bort frå ventilen kan pāhoehoelava etter kvart endre seg til ʻaʻā-lava etter kvart som han vert avkjølt og viskositeten aukar. Temperaturen i Pahoehoe-lava er vanlegvis 1100 °C til 1200 °C.

Den glatte teksturen til pāhoehoe-lava gjer at han ikkje reflekterer radarstråler så godt, og er vanskeleg å sjå frå satellittar.

Putelava

Putelava (NOAA)

Putelava er bergarten som vert danna når lava strøymer ut frå ein undersjøisk vulkanventil eller når lava renn ut i havet. Putelava kan òg dannast når lava strøymer ut under ein tjukk isbre. Den viskøse lavaen får ei fast skorpe når ho kjem i kontakt med vatn, og denne skorpa sprekk og store bobler eller «puter» vert danna på overflata etter kvart som meir lava strøymer ut. Sidan det meste av overflata på jorda er dekt av vatn, og dei fleste vulkanen finn ein i eller under havet, er putelava svært vanleg.

Replava

Replava er basalt der overflata er glatt og valka og kan minne om tauverk. Denne vert danna ved størkning av lettflytande lava.

Lavalandformer

Sidan lava består av viskøs smelta stein, kan lava danne fleire særprega formasjonar, landformer og topografiske strutkturar som varierer kraftig i storleik.

Vulkanar

Arenalvulkanen i Costa Rica er ein stratovulkan.

For meir om dette emnet, sjå Vulkan.

Vulkanar er ei landform som vert danna ved fleire utbrot av lava og oske over tid. Dei framstår i forskjellige former som skjoldvulkanar, som er brei og slake vulkanar som hovudsakleg har danna flytande basaltisk lava, eller bratte stratovulkanar (eller komposittvulkanar) som består av forskjellige lag av oske og meir viskøs lava.

Ein kaldera er eit stort subsidenskrater som kan oppstå i ein stratovulkan om magmakammeret vert delvis eller heilt tømt under eksplosive utbrot. Toppen av krateret klarar eller taket i kammeret, klarar ikkje å halde seg sjølv oppe og kollapsar ned i det tomme kammeret. Slike kalderaer kan inneheld innsjøar og lavadomar om det har vore utbrot i kalderaen. Kalderaer kan òg dannast gradvis ved subsidens. Dette er typisk for mange skjoldvulkanar.

Sinder- og slaggvulkanar

For meir om dette emnet, sjå Vulkankjegle.

Sinderkjegler og slaggkjegler er småskala formasjonar som vert danna av at lava samlar seg kring ein liten ventil på vulkanen. Sinderkjegler består av tefra eller vulkansk oske og tuff, som vert kasta ut frå ein eksplosiv ventil. Slaggkjelger vert danna ved at smelta vulkansk slagg og sinder i meir flytande form hopar seg opp.

Kīpuka

For meir om dette emnet, sjå Kīpuka.

Ein kīpuka er ein ås, ein rygg eller ein gammal lavadom inne i eller nedanfor eit område med aktive vulkanisme. Nye lavastraumar vil dekket det omliggande område, og isolere kīpukaen slik at han ofte vert ei skogkledd øy i eit aude lavalandskap.

Lavadomar

For meir om dette emnet, sjå Lavadom.

Ein skogkledd lavadom i midten av Valle Grande, den største sletta i Valles Caldera nasjonalreservat i New Mexico i USA.

Lavadomar vert forma når viskøs felsisk magma strøymer ut på overflata. Dei kan forme prominente avrunda haugar, som Valles Caldera. Når ein vulkan spyr ut silisisk lava kan han danne ein oppblåst dom som gradvis bygger opp store, puteliknande strukturar, sprekker og kløfter og som kan sleppe frå seg avkjølte bitar av stein og steinblokker. Toppen og sidene av ein veksande lavadom er ofte dekte av bitar av stein, breksje og oske.

Døme på lavadomutbrot er Novaruptadomen og lavadomene som følgde utbrotet til Mount St. Helens.

Lavatunnelar

For meir om dette emnet, sjå Lavatunnel.

Lavatunnelar vert danna når ein straum av relativt flytande lava vert kald nok i den øvre overflata til at han størknar og dannar ei skorpe. Under skorpa, som er ein glimrande varmeisolator, kan lavaen halde seg flytande og renne vidare. Når denne straumen held fram over lang tid kan lavakanalen danne ein slags tunnel, som kan føre smelta stein mange kilometer bort frå ventilen utan at han vert avkjølt i særleg grad. Ofte tømmer desse lavatunnelane seg når lavaen stoppar å rene inn i andre enden, slik at ein ofte får ein open tunnel av størkna lava.

Ein finn t.d. lavatunnelar ved Kīlauea og i Queensland i Australia, som har ei lengd på heile 15 km.

Lavafoss og fontener

Lavafontene frå krateret til Villarrica

Stundom kan måten lavaen kjem ut av ein vulkan på gje utbrotet ein ekstra stordom. Til dømes kan lavaen stupe utfor ein kant og danna ein foss av lava, på liknande måte som Niagarafalla. I andre tilfelle har lavaen vorte slynga ut av ventilen som ei mange titals meter høg fontene.

Lavasjøar

For meir om dette emnet, sjå Lavasjøar.

Ein sjeldan gong kan vulkankjeglene fyllast opp med lava, utan at han renn over kanten og ned fjellsida. Dette vert kalla ein lavasjø. Lavasjøar varer vanlegvis ikkje lenge og renn anten tilbake i magmakammeret når trykket lettar (vanlegvis ved at gassar strøymer gjennom kalderaen), tømmer seg via eit lavautbrot eller via ein pyroklastisk eksplosjon.

Det er fleire stader i verda der ein har permanente lavasjøar. Desse er:

• Erebus i Antarktisk
• Pu'u 'Ō'ō på Hawaiʻi
• Erta Ale i Ehiopia
• Nyiragongo i Kongo

Shiprock i New Mexico i USA. Ein lavapropp i bakgrunnen med grøfter på sørsida.

Foto: USGS Digital Data Series

Uvanleg lava

Ein har funne fire typar uvanlege lavabergartar på jordoverflata:

• Karbonatitt og natrokarbonatitt er kjend frå vulkanen Ol Doinyo Lengai i Tanzania, som er det einaste dømet på ein aktiv karbonatittvulkan
• Lava med Koparsulfid er observert i Chile og Bolivia
• Ein meiner at jernoksidlava kan vere kjelda til jernmalm i Kiruna i Sverige frå ein vulkan som hadde utbrot i proterozoikum, og i Chile i der ein har høgalkaliske vulkanske bergartar
• Olivin nefelinitt er ein unik lavatype som ein meiner kan kome frå langt djupare nivå i mantelen til jorda.

Farar

Lavastraumar er særs øydeleggjande og øydelegg det meste som kjem i vegen, men flyttar seg som regel sakte nok ti lat folk kan kome seg unna. Dødsfall knytt direkte til aktive lavastraumar er sjeldne. Likevel har det skjedd skadar og dødsfall, anten ved at folk har vorte stengd inn eller dei har kome for nær straumen eller meir sjeldant om lavastraumen flytta seg for raskt. Dette skjedde under eit utbrot på Nyiragongo i Zaire (i dag Kongo) den 10. januar 1977, då ein kratervegg brast og lavasjøen i krateret vart drenert på mindre enn ein time. Lavaen rann ned dei bratte vulkansidene med ein fart på opp mot 100 km/t og lavaen kom overraskande på fleire landsbyar medan innbyggjarane sov. Katastrofen førte til at fjellet vart erklært ein dekadevulkan i 1991

Dødsfall knytt til vulkanar har mange forskjellige årsaker, som t.d. vulkanske fragment som vert kasta ut av ein vulkan, pyroklastisk straum frå ein lavadom som kollapsar, laharar, giftige gassar som strøymer føre lavaen, eller eksplosjonar når lavaen kjem i kontakt med vatn..

Byar øydelagd av lavastraumar

Lava kan lett øydelegge heile byar. Dette bilete viser eit av dei over 100 husa som vart øydelagd av ein lavastraum i Kalapana på Hawaii i 1990.

• Kaimū på Hawaiʻi - Øydelagd under eit utbrot frå Kīlaueavulkanen i 1990. (forlaten)
• Kalapana på Hawaiʻi - Øydelagd under eit utbrot frå Kīlaueavulkanen i 1990. (forlaten)
• Kapoho på Hawaiʻi Øydelagd under eit utbrot frå Kīlaueavulkanen 28. januar 1960(forlaten)
• Keawaiki på Hawaiʻi (forlaten)
• Koaʻe på Hawaiʻi (forlaten)
• San Sebastiano al Vesuvio i Italia Øydelagd i 1944 av det siste utbrotet til Vesuv under dei allierte sin okkupasjon av Italia (gjenoppbygd).
• Cagsawa, Filippinane

Byar delvis øydelagd av lavastraumar

• Catania i Italia under eit utbrot frå Etna i 1669 (gjenoppbygd)
• Goma i Kongo, under utbrotet til Nyiragongo i 2002
• Heimaey på Island, under utbrotet til Eldfell i 1973 (gjenoppbygd)
• Royal Gardens på Hawaiʻi, under utbrotet til Kilauea i 1986-87 (forlaten)
• Parícutin (landsby som vulkanen er kalla opp etter) og San Juan Parangaricutiro i Mexico, øydelagd av Parícutin frå 1943-1952.

Byar øydelagd av tefra

• Pompeii i Italia under utbrotet til Vesuv i 79 e.Kr.
• Herculaneum i Italia under utbrotet til Vesuv i 79 e.Kr.

Kjelder

• Denne artikkelen bygger på «Lava» frå Wikipedia på engelsk, den 16. juli 2008.
  • Wikipedia på engelsk oppgav desse kjeldene:

Bakgrunnsstoff

Wikimedia Commons har multimedia som gjeld: Lava

• Google Maps si oversikt over vulkanar i verda Arkivert 2007-09-29 ved Wayback Machine.
• Video av lava frå National Geographic Arkivert 2016-03-03 ved Wayback Machine.