Блог

Mar 06, 2024

Знаете ли вы, что вулканы могут извергать расплавленную серу?

Если бы вы взяли всю нашу планету и измельчили ее в порошок, а затем проанализировали этот порошок на предмет его элементного состава, что бы вы обнаружили? Треть порошка будет состоять из железа, еще треть — из

Если бы вы взяли всю нашу планету и измельчили ее в порошок, а затем проанализировали этот порошок на предмет его элементного состава, что бы вы обнаружили? Треть порошка будет состоять из железа, еще треть — из кислорода. Из оставшихся ~35% 30% составляют магний и кремний. Большинство людей предположат, что, возможно, следующими в списке будут такие элементы, как углерод или водород… но они ошибутся. Элемент, который оказался под номером 5 в списке, — это сера.

Это упражнение по размышлению о «объемной Земле» показывает, насколько предвзято мы относимся к поверхности нашей планеты, когда размышляем о ее составе. Большая часть массы нашей планеты находится в металлическом ядре планеты (в основном железе). Кремний и магний обнаружены в породах мантии Земли, основного каменистого компонента Земли. Кислород — ну, он повсюду, связываясь с элементами, образуя большую часть минералов от ядра до земной коры.

Итак, почему тогда сера? Сера любит связываться с металлами, поэтому в нашем ядре много серы. Сера также существует в каменистых частях нашей планеты, и когда эти камни плавятся, сера может существовать в виде газа, который выделяется вместе с водяным паром и углекислым газом. .

Вулканы будут пассивно и активно выделять эти газы по мере того, как магма остывает и выделяет эти газы. Мы измеряем количество диоксида серы, выбрасываемого многими вулканами, и даже когда они не извергаются, они выбрасывают от сотен до тысяч тонн диоксида серы в день. Если вы когда-нибудь бывали в вулканической зоне, например, в окрестностях Килауэа на Гавайях или в кальдере Йеллоустона, вы, вероятно, почувствовали запах тухлых яиц, который исходит от сероводорода. Желтая корка вокруг паровых отверстий (известных как фумаролы) свидетельствует о кристаллизации серы из газов и жидкостей в этих вулканах.

На земном шаре есть несколько вулканов, которые также создают потоки расплавленной серы! Итак, вместо потоков расплавленной породы мы получаем реки жидкой серы, высота которых может достигать сотен футов. Появление таких типов потоков серы встречается редко, поэтому, хотя мы видим свидетельства прошлых потоков серы в таких местах, как Мауна-Лоа на Гавайях, многочисленные вулканы в Японии и даже некоторые подводные вулканы, наше понимание того, как и почему они образуются, скудно.

Одним из мест, где потоки серной лавы встречаются чаще, являются Анды на севере Чили. В этой части мира многие вулканы имеют активные фумаролы (газовые отверстия), выделяющие серу, а их вершины могут быть покрыты отложениями серы, образовавшимися из всех этих горячих кислых вулканических газов, поднимающихся через вулкан.

Исследование, которое Мануэль Иностроза и его коллеги только что опубликовали в журнале Frontier in Earth Science, описывает некоторые из последних потоков серы на Земле. Они образовались в 2019–2020 годах на вулкане Ластаррия, расположенном на границе Чили и Аргентины в высоких Андах. Им удалось измерить, взять образцы и даже записать на видео небольшие потоки серы, которые производит вулкан. На основании этих наблюдений они разработали некоторые теории о том, как потоки серы могут образовываться в вулканах.

Потоки серы в Ластаррии, которые задокументировали Иностроза и другие, были небольшими. Они достигали высоты примерно 180 футов (55 метров) по склонам вулкана, а некоторые были намного меньше. Однако они выглядели как миниатюрные версии потоков лавы, подобные тем, что можно найти на Гавайях, с выступами и дамбами (см. ниже).

Однако в отличие от лавы потоки серы были намного прохладнее. Температура извержения составляла 120-150°С. Теперь сравните это с температурой около 1200°C, которая наблюдается в Килауэа. Однако температура плавления чистой серы составляет всего 119°С... что дает один из первых ключей к разгадке того, как могут образовываться эти странные потоки.

Эти потоки серы также полны многих других элементов, но в очень небольших количествах. Неудивительно, что там присутствовало множество элементов, которые любят связываться с серой: медь, свинец, висмут, олово, а также более экзотические элементы, такие как литий, уран и ниобий (содержание последних трех составляет менее одной части на миллион). Потоки серы в Ластаррии также полны мышьяка, чего нет в таких высоких количествах в других потоках серы.