Пульсирующее фонтанирование раскаленных бомб и природа его возникновения

Озеров А.Ю.

Аннотация


В ходе исследований извержений Ключевского вулкана установлен новый тип эксплозивной активности – пульсирующее фонтанирование раскаленных бомб. Оно выражается в резких импульсах усиления интенсивности выброса бомб, ритмично следующих друг за другом с интервалом первые секунды на фоне более слабого фонтанирования. Анализ литературных и видео материалов показал, что этот тип извержения проявляется на вулканах Толбачинский, Килауэа, Этна, для которых характерны жидкие базальтовые и андезибазальтовые магмы. Для изучения природы пульсирующего фонтанирования был модернизирован созданный автором Комплекс Аппаратуры Моделирования Базальтовых Извержений. В процессе лабораторных экспериментов в прозрачной колонне (h = 16.6 м, Ø = 50 мм) установлен новый газогидродинамический режим пенных пузырьковых кластеров. Анализ природного вулканического и лабораторного процессов позволяет полагать, что пульсирующее фонтанирование раскаленных бомб определяется возникновением режима пенных пузырьковых кластеров в газожидкостном магматическом потоке, поднимающемся по подводящему каналу вулкана.


Ключевые слова


извержение; пульсирующее фонтанирование; газогидродинамическое моделирование; режим пенных кластеров

Полный текст:

PDF

Литература


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.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.



© Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
© Редакция журнала «Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле»