Keywords
pulsating spouting
gas-hydrodynamic modeling
regime of foamy clusters
Section
Abstract
Studies of Klyuchevskoy Volcano eruptions have revealed a new type of explosive activity classified as pulsating spouting of incandescent bombs. These are series of abrupt impulses of increased rate of bomb ejection which occur at fixed intervals of first few seconds and accompany the weaker spouting. Analyses of published data and video records has shown that the same type of eruptive activity is typical for Tolbachinsky, Kilauea and Etna volcanoes which produce liquid andesite-basaltic magmas. In order to investigate the mechanism of pulsating spouting, authors upgraded the Complex Apparatus for Modeling Basaltic Eruptions (KAMBE) that had been designed earlier. A series of laboratory experiments in a transparent column (h = 16.6 м, Ø = 50 mm) allowed us to reveal a new gas-hydrodynamic regime of foamy bubble clusters. Analysis of natural volcanic and laboratory processes allows assuming that pulsating spouting of incandescent bombs is preceded by the regime of foamy bubble clusters occurring in the gas-liquid magmatic flow ascending along a volcano conduit.
References
Абишев С.К. Булгаков Р.Р., Сахаров В.А. Экспериментальная установка по исследованию движения газожидкостных смесей в вертикальных трубах для подъема высоковязких нефтей // Тр. МИНХ и ГП. 1981. Вып. 156. С. 98−104.
Большое трещинное Толбачинское извержение. Камчатка. 1975−1976 гг. / Отв. ред. Федотов С.А. М.: Наука, 1984. 637 с.
Брилл Дж.П., Мукерджи Х. Многофазный поток в скважинах. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, Библиотека нефтяного инженеринга, 2006. 384 с.
Влодавец В.И. Справочник по вулканологии. М.: Наука, 1984. 338 с.
Дрознин В.А. О природе вулканических извержений // Материалы 1-й городской конференции молодых ученых и специалистов. Петропавловск-Камчатский: Дальневосточное книжное издательство, 1969. С. 4−6.
Дрознин В.А. Физическая модель вулканического процесса. М.: Наука, 1980. 92 с.
Исаев В.И. Гидродинамика двухфазных смесей в процессах бурения нефтяных и газовых скважин. Дисс. докт. техн. наук. Москва, 2009. 331 с.
Кирсанов И.Т. Извержение Ключевского вулкана в 1966 г. с прорывом побочных кратеров им. Пийпа // Бюллетень вулканологических станций. 1968. № 44. С. 11−29.
Козлов Б.К. Формы течения газожидкостных смесей и границы их устойчивости в вертикальных трубах // Журнал технической физики. 1954. № 12. С. 2285−2288.
Конов А.С., Озеров А.Ю. Закономерности в динамике извержений Ключевского вулкана и сопровождающем их вулканическом дрожании // Вулканология и сейсмология. 1988. № 3. С. 21−38.
Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. Новосибирск: Наука, 1984. 302 с.
Лучицкий И.В. Основы палеовулканологии. Современные вулканы. Т. 1. М.: Наука, 1971. 480 с.
Макдоналд Г. Вулканы. М.: Мир, 1975. 432 с.
Меняйлов А.А., Набоко С.И. Деятельность Камчатских вулканов за 1 квартал 1938 г. // Бюллетень вулканологических станций. 1939. № 6. С. 3−12.
Озеров А.Ю. Периодичности в динамике извержений вулканов Камчатки // Современный вулканизм и связанные с ним процессы. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2003. С. 26−28.
Озеров А.Ю. Экспериментальный комплекс для моделирования базальтовых взрывов // Материалы ежегодной конференции, посвященной дню вулканолога (28−31 марта 2007). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2007. C. 144−156.
Озеров А.Ю. Механизм базальтовых взрывов (экспериментальное моделирование) // Вулканология и сейсмология. 2010. № 5. С. 3−19.
Озеров А.Ю. Механизм периодического фонтанирования базальтовых вулканов (по экспериментальным исследованиям и природным наблюдениям) // Экстремальные природные явления и катастрофы. Т. 2. Геология урана геоэкология гляциология. М.: ИФЗ РАН, 2011. С. 279−298.
Озеров А.Ю. Механизм периодичностей в динамике фонтанирования раскаленных бомб на базальтовых вулканах // Вестник РФФИ. 2012. № 4. С. 28−36.
Озеров А.Ю. Динамика извержений и петрохимические особенности глиноземистых базальтов Ключевского вулкана // Дисс. докт. геол.-мин. наук. Москва, 2016. 428 с. (http://www.ozerov.ru/papers/Ozerov__2016__Dissertation.pdf)
Озеров А.Ю., Арискин A.A., Кайл Ф. и др. Петролого-геохимическая модель генетического родства базальтового и андезитового магматизма вулканов Ключевской и Безымянный, Камчатка // Петрология. 1997. Т. 5. № 6. C. 614−635.
Прандтль Л. Путеводитель Прандтля по гидроаэродинамике / Под ред. Эртель Г. (мл.) Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2007. 776 с.
Ритман А. Вулканы и их деятельность. М.: Мир, 1964. 438 с.
Сахаров В.А., Мохов М.А. Гидродинамика газожидкостных смесей в вертикальных трубах и промысловых подъемниках. М.: Изд-во «Нефть и газ», 2004. 392 с.
Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения. М.: Мир, 1972. 440 с.
Хренов А.П., Озеров А.Ю., Литасов Н.Е. и др. Побочное извержение Ключевского вулкана (прорыв Предсказанный, 1983 г.) // Вулканология и сейсмология. 1985. № 1. С. 3-20.
Encyclopedia of Volcanoes. Academic Press, 1999. 1417 р.
Davidson J.P, Reed W.E., Davis P.M. Exploring Earth: Аn Introduction to Physical Geology. Prentice Hall, 1997. 477 p.
Lacroix A. La Montagne Pelee et ses eruptions. Masson et Cie. Paris, 1904. 662 p.
Lockwood J.P., Hazlett R.W. Volcanoes: global perspectives. Wiley-Blackwell, 2010. 541 p.
Mercalli G. I vulcani attiva della Terra. Milano, 1907. 508 p.
Ozerov A.Yu. Experimental Modeling of the Explosion Mechanism of Basaltic Magmas // Petrology. 2009. V. 17. № 7. P. 653−668.
Ozerov A.Yu., Firstov P.P., Gavrilov V.A. Periodicities in the dynamics of eruptions of Klyuchevskoy volcano, Kamchatka // Volcanism and Subduction: The Kamchatka Region. Geophysical Monograph Series. 2007. V. 172. P. 283−291.
Ozerov A.Yu., Konov A.S. Regularities in the dynamics of the Klyuchevskoy volcano eruptions // Proceedings Sofia International Conference of Geological Science and Mineral-Resource Base. Bulgaria. 1987. P. 20.
Schmincke Hans-Ulrich. Volcanism. Springer, 2004. 324 p.
Taitel Y., Barnea D., Dukler A.E. Modelling Flow Pattern Transitions for Steady Upward Gas-Liquid Flow in Vertical Tubes // Journal American Institute of Chemical Engineers. 1980. V. 26. P. 345−354.
The Encyclopedia of Volcanoes / Academic Press is an imprint of Elsevier, Second Edition? 2015. 1421 р.
Tilling R.I., Heliker Ch., Swanson D.A. Eruptions of Hawaiian Volcanoes ― Past, Present and Future U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, 2010. 63 p.
Wolff F. Der Vulkanismus. Stuttgart: Verl. von F. Enke, 1914. 750 p.
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.