Кални вулкани (кални куполи): произход, структура и отделяни газове

Кални вулкани (кални куполи): произход, структура и отделяни газове — метан, CO2, форми, рискове и съвременни изследвания за динамиката и влиянието им.

Калният вулкан или калният купол е форма на геоложка активност, при която от земните недра се изхвърлят смеси от вода, глина, наситени с минерали разтвори и газове, вместо стопена магма. Такъв тип образувания се различават от класическите вулкани по произход, температура и състав на изхвърляното вещество: те не са свързани с размекване на скали при много високи температури, а с пресиране и дегазация на наслагвания в пластовете на земната кора.

Произход и механизъм на образуване

Калните вулкани се образуват, когато подземен газ (често от разграждане на органична материя или от нефтени залежи) и/или свръхналягане принуждават водо- и глинени смеси да изплуват към повърхността през пукнатини и фрактури. Причините за такова налягане могат да бъдат:

• диагенетична дегазация на органични пластове и нефтени залежи;
• декомпозиция или разпадане на газогидрати (газови хидрати);
• тектонично нагнетяване и свиване/уплътняване на седименти;
• хидростатично и газово налягане в зони на прогиб или структурален шев.

Структура и размери

Повърхностните форми варират от малки купчини и кратери до големи полета със стотици или хиляди куполи и кални езера. Някои кални вулкани изграждат характерни конусовидни куполи, други формират широки, плитки езера от течна кал. Най-големите кални вулкани могат да имат диаметър до 10 км и да достигат височина до 700 м, но такива екстремни размери са редки; повечето са много по-малки.

Температура

В противоположност на магмените вулкани, температурите в калните вулкани обикновено са ниски — близки до температурите на околната среда или леко по-високи (понеже газовете и вода могат да носят геотермална топлина). Това е една от причините тези явления да не произвеждат огнени потоци или лава.

Отделяни газове

Основният газ, отделян от калните вулкани, е метан, често в комбинация с други газове. Типична газова фракция включва:

• Метан (CH4) — най-често и в най-големи количества;
• Въглероден диоксид (CO2);
• азот (N2), водород сулфид (H2S) и др. следи от въглеводороди;
• понякога летливи органични съединения и разтвори на сол и киселини, които променят химичния състав на излизащата вода (примерно вода със сол или киселини).

Емисията на метан от кални вулкани има значение за локалния и глобалния въглероден баланс, тъй като метанът е силен парников газ.

Материал, който се изхвърля

Обичайно се изплюват смеси от вода, глина и фини седименти, често с примеси на сол, нефтени продукти, сулфиди или разтворени минерали. Понякога се наблюдават твърди парченца скали и отломки, изхвърлени заедно с калта.

Разпространение и примери

Калните вулкани са често срещани в зони с богати седиментни басейни и петролни залежи — крайбрежни и шелови басейни, зони на тектонски сблъсък. Добре известни райони са Азербайджан (на сушата и в Каспийско море), Тринидад, Индонезия и някои части на Пакистан, Турция и Северно море. Съществуват и много субморски кални вулкани и „студени“ източници (cold seeps) на континенталния шелф.

Опасности и влияние

• мястото на изригване може да причини локални разрушения и затрупване на инфраструктура;
• възможни са внезапни изхвърляния на големи количества газ (включително метан), които са лесно запалим и при пряк контакт могат да доведат до експлозии или пожари;
• подводните кални свличания могат да предизвикат локални вълни и да застрашат морски съоръжения;
• екологични промени в местообитанията — появяват се специализирани хемиотрофни екосистеми при подводни „студени“ източници.

Наблюдение и изследване

Калните вулкани се следят чрез геоложки проучвания, газов и химичен анализ на течности, сеизмично наблюдение и дистанционно наблюдение (например сателитна интерферометрия за проследяване на деформации). Изследванията помагат да се оцени рискът, ролята им в емисиите на парникови газове и връзката им с нефтените находища и газовите хидрати.

В резюме, калните вулкани са важен геоложки феномен с уникален механизъм на дейност — те отделят главно газове като метан и въглероден диоксид, изплюват калови смеси и могат да имат значително локално и глобално влияние върху околната среда и инфраструктурата.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява калният вулкан?

В: Как се създават калните вулкани?

В: Температурите в калните вулкани са по-високи или по-ниски в сравнение с обикновените вулкани?

В: Колко големи могат да бъдат най-големите кални вулкани?

В: Какъв вид газове обикновено се отделят от калните вулкани?

В: Какво обикновено изхвърлят калните вулкани?

В: Можете ли да дадете пример за това какво може да изхвърля кален вулкан?

Търсене по буква