Лава бывает самых разных цветов в зависимости от своего химического состава. Цвет дает подсказки относительно температуры лавы и содержания минералов. Хотя многие думают, что лава имеет ярко-красный или оранжевый цвет, на самом деле она может принимать оттенки серого, коричневого, синего и даже зеленого. Понимание научных основ изменения цвета лавы может помочь вулканологам предсказать поведение потока лавы.
Основным фактором, определяющим цвет лавы, является ее химический состав. Минералы, из которых состоит лава, и их концентрация влияют на длины волн света, которые поглощаются или отражаются, что приводит к разным цветам. Например, богатая железом лава, как правило, выглядит краснее, потому что железо поглощает более синий свет. Лава с высоким содержанием магния и кальция выглядит более темно-серой или черной. Присутствие других элементов, таких как титан и сера, также может придавать цвет лаве.
Помимо состава, цвет лавы зависит от ее температуры. Более горячая лава, около 2000°F (1100°C), светится оранжевым или желтым цветом, поскольку она излучает больше света в красном и желтом спектре. Более холодные лавы ниже 1000°F (540°C) выглядят краснее, потому что они смещаются в сторону излучения меньшего количества желтого/оранжевого света.
Вот некоторые из наиболее распространенных цветов лавы и то, что они указывают на состав и температуру лавы:
| Цвет | Температура | Состав |
|---|---|---|
| Ярко-красный | 1000-1200°F (540-650°C) | Большое содержание железа и магния |
| Темно-красный | 900-1000°F (480-540°C) | Высокая в железе и магнии |
| Оранжевый/желтый | 1200-2000°F (650-1100°C) | Высокое содержание серы и железа |
| Черный | 1200-2000°F (650-1100°C) | Высокое содержание магния и кальция |
| Белый/светло-серый | 1800-2000°F (980-1100°C) | Высокое содержание алюминия и кремния |
Широкий диапазон цветов лавы возникает из-за различий в температуре лавы и относительных пропорциях элементов как железо, магний, кальций, алюминий, кремний, сера, натрий и калий. Давайте рассмотрим некоторые примеры распространенных цветов лавы более подробно.
Красный, пожалуй, самый знаковый цвет лавы. Знакомые светящиеся красно-оранжевые реки лавы, стекающие с гавайских вулканов, представляют собой мафическую лаву. Мафическая относится к лаве, содержащей высокие уровни железа (Fe) и магния (Mg). Железо составляет около 10-15% мафической лавы и отвечает за ее красно-коричневый цвет. Ярко-красная лава указывает на более низкие температуры около 1000-1200°F (540-650°C). Темно-красные лавы еще холоднее — 900–1000 °F (480–540 °C).
Черная лава, также известная как базальтовая лава, содержит много железа и магния, как и мафическая лава. Однако в ней также очень много кальция (более 10 %), что придает ей темно-серый или черный вид. Вы увидите, как эта темная лава течет в таких местах, как Гавайи, Исландия и Италия. Высокое содержание кальция делает лаву более вязкой, поэтому она не может течь так далеко и быстро остывает, образуя толстые скальные образования. Температура черной лавы колеблется в диапазоне около 1200–2000 °F (650–1100 °C).
Коричневая лава указывает на присутствие вулканического стекла. Когда лава быстро остывает, ее минералы не успевают образовать кристаллы. В результате получается коричневое обсидиановое стекло. Обсидиан богат кремнеземом (SiO2), обычно 70% или более. Высокое содержание кремнезема придает лаве более густую, вязкую консистенцию. Коричневый и черный цвета трудно различить, но коричневая лава лишена металлического блеска базальта. Вы увидите коричневое лавовое стекло на таких вулканах, как Йеллоустоун и Сент-Хеленс.
Хотя она встречается реже, чем красная и черная лава, голубая лава встречается в таких местах, как Индонезия и Эфиопия. Синий цвет появляется из-за чрезвычайно высоких температур более 2200°F (1200°C). При таких высоких температурах лава излучает больше света в синей части спектра. Синяя лава также может образовываться при наличии минералов серы и меди. Сера соединяется с медью, образуя синий минерал сульфата меди халькантит. Но более распространенной причиной появления голубой лавы является сильный жар.
Зеленый цвет — один из самых редких цветов лавы. В отличие от синих и черных лав, которые образуются под воздействием тепла и минеральных веществ, зеленая лава приобретает свой цвет в результате вторичных процессов. Когда лава взаимодействует с морской водой, кристаллы оливина в лаве преобразуются в зеленые минералы, называемые хлоритами и серпентинами. Вы увидите эту зеленую лаву вдоль береговых линий, где лава впадает в океан. Остров Сюртсей у южного побережья Исландии представляет собой прекрасный пример зеленой лавы, образовавшейся в результате изменения морской воды.
Светло-серая или белая лава указывает на высокий уровень кремнезема, более 68%. Вы часто увидите, как лава из пемзы или риолита выглядит серой или белой. Высокое содержание кремнезема делает лаву очень вязкой, поэтому газы не могут выходить, образуя охлажденные пузырьки пемзы. Светло-серая лава может также просто быть результатом промежуточных химических составов, без крайностей какого-либо элемента. Вулкан Мауна-Кеа на Гавайях извергает эти промежуточные серые лавы. Чистая светло-серая или белая лава может указывать на температуру, достигающую 1800-2000°F (980-1100°C).
Лава демонстрирует невероятный спектр цветов, который дает представление о ее составе и вулканическом происхождении. Хотя стереотипный цвет лавы - красный, на самом деле лава может варьироваться от коричневого, черного и синего до зеленого и белого. То, что заставляет лаву казаться определенного цвета, сводится к ее уникальному минеральному и химическому профилю, а также к тому, насколько она горячая. Понимание науки изменения цвета лавы помогает вулканологам лучше анализировать извержение и предсказывать, как будут вести себя потоки лавы.