The role of water in volcanism

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Water plays an extremely important role in volcanism: it acts as an evacuator of viscous melts in a variety of ways, which is ensured by the presence of relevant properties of its phase states, which successively changing with the fall of the environmental parameters. In this sense, the supercritical (fluid) state of water is especially significant. The paper provides a summary of fluid properties that are unique in many ways. The properties determine the relationship between water fluid and silicate melt, which in turn explains the cause of volcanic phenomena and the course of eruptions: explosions of different power, the emergence of the so-called fluidized mass, scorching clouds, landslides and breakthroughs on the slopes, the formation of ignimbrites, as well as the mechanism of gas transport to the foot of volcanoes.

Both by role and quantity, water is the main volcanic substance, which together with the silicate melt constitutes magma.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. I. Arsanova

Institute of Volcanology and Seismology FEB RAS

Author for correspondence.
Email: agi888@list.ru
Russian Federation, Bul’var Piipa 9, Petropavlovsk-Kamchatsky, 683006

References

  1. Арсанова Г.И. К вопросу о происхождении перегретых хлоридно-натриевых вод молодых вулканических областей // Гидротермальные минералообразующие растворы областей активного вулканизма. Новосибирск: Наука, 1974. С. 14–21.
  2. Арсанова Г.И. К геохимии цезия: источник цезия в термальных водах и кислых вулканитах [Электронный ресурс] // Электронное научное издание “Альманах Пространство и Время”. 2013. Т. 4. Вып. 1. Система планета Земля. Стационарный сетевой адрес: 2227-9490e-aprovr_e-ast4-1.2013.23.
  3. Арсанова Г.И. Происхождение термальных вод вулканических областей // Вулканология и сейсмология. 2014. № 6. С. 44–58.
  4. Арсанова Г.И. Цезий как индикатор ювенильного флюида и многофункциональность флюида [Электронный ресурс] // Электронное научное издание “Альманах Пространство и Время”. 2016. Т. 11. Вып. 1. Система планета Земля. Стационарный сетевой адрес: 2227-9490e-aprovr_e-ast4-1.2013.23.
  5. Белоусов А.Б. Эксплозивные извержения вулканов Курило-Камчатского региона: механизм, динамика, закономерности образования отложений / Автореф. дисс. ... доктора геол.-мин. наук. М.: МГУ имени М.В. Ломоносова, 2006. 42 с.
  6. Большое Трещиннное Толбачинское извержение (БТТИ) / Отв. ред. С.А. Федотов. М.: Наука, 1984. 638 с.
  7. Галкин А.А., Лунин В.В. Вода в суб- и сверхкритическом состояниях — универсальная среда для осуществления химических реакций // Успехи химии. 2005. Т. 74. № 1. С. 24–40.
  8. Горбатый Ю.Е. Бондаренко Г.В. Сверхкритическое состояние воды // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2007. Т. 2. № 2. С. 5–19.
  9. Гордеев Е.И., Карпов Г.А., Аникин Л.П. и др. Алмазы в лавах трещинного Толбачинского извержения на Камчатке // ДАН. 2014. Т. 454. № 2. С. 1–3.
  10. Григорьев Н.А. Распределение цезия и цезиевых макси-минералов в верхней части континентальной коры // Литосфера. 2008. № 6. С. 87–93.
  11. Жузе Т.П. Роль сжатых газов как растворителей. М.: Недра, 1981. 165 с.
  12. Залепугин Д.Ю., Тилькунова Н. А., Чернышова И.В. и др. Развитие технологий, основанных на использовании сверхкритических флюидов // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2006. Т. 1. № 1. С. 27–51.
  13. Карпов Г.А., Силаев В.И., Аникин Л.П. и др. Алмазы и сопутствующие минералы в продуктах Трещинного Толбачинского извержения 2012–2013 гг. // Вулканология и сейсмология. 2014. № 6. С. 3–20.
  14. Киржниц Д.А. Экстремальные состояния вещества // Успехи физических наук. 1971. Т. 104. Вып. 3. С. 489–508.
  15. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М.: Наука, 1994. 236 с.
  16. Кочетков А.В., Федотов П.В. Фазовая диаграмма воды // Интернет-журнал “Науковедение ”. 2016. Т. 8. № 4. http://naukovedenie.ru/PDF/38TVN416.pdf
  17. Леменовский Д.А., Баграташвили В.Н. Сверхкритические среды. Новые химические реакции и технологии // Соросовский образовательный журнал. 1999. № 10. С. 36–41.
  18. Леменовский Д.А., Брусова Г.П., Тимофеев В.В. и др. Вторая молодость известного явления // Природа. 2006. № 6. С. 42–48.
  19. Малышев А. И. Жизнь вулкана. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2000. 262 с.
  20. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М.: URSS, 2014. 344 с.
  21. Озеров А.Ю. Динамика эруптивной деятельности, эволюция магм и модели базальтовых извержений (на примере Ключевского вулкана) // Дисс. ... доктора геол.-мин. наук. М.: МГУ имени М.В. Ломоносова, 2016. 410 с.
  22. Пригожин И.Р., Стенгерс И. Порядок из Хаоса: Новый диалог человека с Природой. М.: Прогресс, 1986. 432 с.
  23. Слезин Ю.Б. Механизм вулканических извержений (стационарная модель). М.: Научный мир, 1998. 124 c.
  24. Соболева Е.Б. Термогидродинамика сверхкритических флюидов при наличии температурных неоднородностей // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2013. № 4. С. 62–77.
  25. Степин В.С. Саморазвивающиеся системы и философия синергетики // Экономические стратегии. 2009. № 07. С. 24–35.
  26. Суслов В.А. Тепломассообмен. СПб.: ГОУ ВПО СПбПУРП, 2008.120 с.
  27. Тазиев Г. О. Запах серы. М.: Мысль, 1980. 222 с.
  28. Тазиев Г.О. О механизме фреатических извержений // Проблемы глубинного магматизма. М.: Наука, 1979. С. 70–75.
  29. Титаева Н.А., Ермаков В. А., Зазуля Т.А. и др. Геохимические типы базальтов Большого Трещинного Толбачинского извержения 1975–1976 гг. // Петрологические исследования базитов островных дуг. М.: Наука, 1978. С. 69–109.
  30. Федотов С.А., Жаринов Н.А., Гонтовая Л.И. О деятельности, магматической питающей системе и глубинном строении Ключевской группы вулканов // Вулканизм и геодинамика. Материалы IV Всероссийского симпозиума по вулканологии и сейсмологии. Петропавловск-Камчатский, 2009. С. 24–27.
  31. Филенко Д.Г., Дадашев М.Н., Винокуров В.А. и др. Сверхкритическая флюидная технология в нефтепереработке и нефтехимии // Вести газовой науки. 2011. Вып. 2(7). С. 82–92.
  32. Фортов В.Е. Мощные ударные волны и экстремальные состояния вещества // УФН. 2007. Т. 177. № 4. С. 347–368.
  33. Фортов В.Е. Экстремальные состояния вещества на Земле и в космосе // УФН. 2009. Т. 179. № 6. С. 653–687.
  34. Чернавский Д.С. Синергетика и информация. М.: Наука, 2001. 105 с.
  35. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. М.: Мир, 1979. 279 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. Phase diagram of water (with simplifications).

Download (73KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Russian academy of sciences