Температура расплавленных пород в земной магме достигает 1500 °С. При таком нагреве они обычно начинают плавиться, однако при давлении со стороны верхних слоев они не могут стать полностью жидкими. Тем не менее эти породы обладают определенной текучестью. Примерно так же ведет себя кусок пластилина в следующем эксперименте. Такой тип подвижности называется «пластической деформацией». В некоторых областях каменные породы верхней мантии могут расплавиться в полной мере. Именно это вещество, магма, собирается в огромных «карманах» — магматических камерах. Вверх она устремляется потому, что она горячее и легче пород, находящихся в полусостоянии. Вулканические извержения случаются, когда раскаленная магма из подземных камер прорывается на поверхность. Второй из экспериментов демонстрирует, как это может происходить, если взять для опыта горячую и холодную воду.
Неожиданное извержение вулкана
Гора Сент-Хеленс на северо-востоке США принадлежит к горной цепи, включающей множество вулканов. До извержения 1980 года этот вулкан не проявлял активности 130 лет.
Пластическая деформация
Вам понадобится:
Мягкий пластилин и деревянная дощечка.
Накройте столешницу бумагой. Разомните кусок пластилина, пока он не станет мягким и податливым. Слепите шарик и положите на стол.
Накройте пластилиновый шарик дощечкой и надавите на нее. Кусок размягченного пластилина станет более плоским и расширится в стороны. Также и полужидкая масса каменисты пород растекается под давлением сверху. Снова слепите из пластилина шарик.
Нажмите на дощечку с шариком под ней, направляя усилие не только сверху вниз, но одновременно и в сторону. Мягкий пластилин будет поддаваться, позволяя дощечке «поплыть», как это происходит и с тектоническими плитами земной коры.
Магма, рвущаяся на поверхность
Вам понадобится:
Пищевой краситель темного цвета; небольшой кувшин; небольшая стеклянная банка; прозрачный упаковочный полиэтилен; ножницы; крепкая резиновая лента; острый карандаш; прихватки; большой сосуд (объемная банка); большой кувшин.
Налейте немного пищевого красителя в маленькую банку. Возможно, позднее вам понадобится добавить еще красителя, чтобы раствор получился достаточно темным. Так происходящее на последней стадии эксперимента будет нагляднее.
Наберите в маленький кувшин горячей воды из крана. Налейте этой воды в маленькую банку. Наполните ее до краев, но без перелива. Если немного воды разбрызгается по сторонам, вытрите все насухо.
Вырежьте из полиэтилена кружок на несколько сантиметров шире, чем горловина маленькой банки. Накройте горловину полиэтиленом и закрепите его резинкой.
Острым кончиком карандаша проткните получившуюся полиэтиленовую крышку. Если немного подкрашенной воды окажется снаружи, вытрите ее.
Теперь поставьте маленькую банку в большой сосуд. Действуйте с помощью прихваток, потому что банка горячая. Наполните кувшин не слишком холодной водой и налейте ее в большой сосуд таким образом, чтобы струя не попадала на полиэтиленовую «крышку» маленькой банки. Вода должна полностью закрывать банку в 2 раза.
Смотрите: нагретая подкрашенная вода начинает струйками подниматься вверх, пробиваясь через дырочки в полиэтиленовой крышке. Такое оказывается возможно, потому что горячая вода легче и не столь плотна, как холодная. Магма тоже прорывается вверх, поскольку плотность ее меньше, чем у полужидких каменистых пород вокруг.