Σπήλαια και άνθρωπος: Καταφύγια στην προϊστορία και στη διαστημική εποχή. Μέρος B’
- Συγγραφέας: Κώστας Μάγκος
- 29-03-2024
- Δυσκολία: Εύκολο
- Κατηγορίες: Διάφορα
Σπήλαια στη Γη.
Ηφαιστειακά σπήλαια.
Σπήλαια που διανοίγονται σε ηφαιστειακά πετρώματα από ηφαιστειακή δραστηριότητα (και όχι από μεταγενέστερη διάβρωση ηφαιστειακών πετρωμάτων). Από μια ποικιλία μηχανισμών όπως η διόγκωση, η εκροή, η αναθόλωση (σχηματισμός θόλου), η απόσυρση και συνήθως τους συνδυασμούς τους, είναι δυνατό να δημιουργηθούν σπήλαια μέσα στη λάβα.
Οι πιο σημαντικές μορφές είναι:
Ανοιχτοί κατακόρυφοι αγωγοί. Κατακόρυφα περάσματα μέσα από τα οποία πέρασε το μάγμα προς την επιφάνεια και μετά για διάφορους λόγους αποσύρθηκε. Κάποιες φορές φθάνουν μέχρι το μαγματικό θάλαμο (υπόγεια περιοχή όπου το μάγμα έχει εγκλωβιστεί στα πετρώματα).
Βαραθρώδεις κρατήρες. Σχηματίζονται όταν το μάγμα δεν φτάνει μέχρι την επιφάνεια αλλά καθώς ανέρχεται προκαλεί διόγκωση και κατακερματισμό των υπερκείμενων πετρωμάτων. Αργότερα όταν το μάγμα αποσύρεται καταρρέει το θρυμματισμένο πέτρωμα δημιουργώντας ένα βάραθρο. Συνήθως οι κατακρημνίσεις κλείνουν τον πυθμένα του βαράθρου αλλά σε σπάνιες περιπτώσεις μπορεί να υπάρχουν περάσματα προς το μαγματικό θάλαμο.
Μαγματικοί θάλαμοι. Υπόγειες κοιλότητες όπου συγκεντρώνεται το μάγμα κατά την άνοδό του. Μπορεί να έχουν εκκενωθεί είτε λόγω έκρηξης και εκτίναξης της λάβας είτε λόγω απόσυρσης του μάγματος ή συρρίκνωσης του λόγω συστολής.
Τύμβοι λάβας. Μικρά έγκοιλα (υπόγειες κοιλότητες) που δημιουργούνται λόγω της μερικής ψύξης της λάβας και το σχηματισμό παχύρευστης, ελαστικής μεμβράνης επιφανειακά. Η λάβα που συνεχίζει να ανέρχεται πιέζει και φουσκώνει τη μεμβράνη. Κάποια στιγμή μπορεί η μεμβράνη να διαρραγεί και ο θύλακας να αδειάσει αφήνοντας ένα κενό χώρο. Με ανάλογο τρόπο μπορεί να δημιουργηθούν έγκοιλα από αέρια και πτητικά υλικά που διαφεύγουν από τη λάβα.
Στοές λάβας – LAVA TUBES / PYRODUCTS. Είναι οι πιο κοινές και οι πιο εκτεταμένες μορφές ηφαιστειακών σπηλαίων. Δημιουργούνται σε επιφάνειες με μικρή κλίση. Ανάλογα με την κλίση, το ανάγλυφο της επιφάνειας και τη ρευστότητα της λάβας είναι δυνατό να σχηματίζουν δίκτυα παράλληλων, πολυεπίπεδων, διακλαδιζόμενων και επανενωμένων στοών συνολικού μήκους δεκάδων χιλιομέτρων.
Δύο είναι οι βασικοί μηχανισμοί δημιουργίας των lava tubes: η επιφλοίωση (over crusting) και η διόγκωση (inflation):
Στην πρώτη περίπτωση έχουμε επί μακρόν σχετικά σταθερή εκροή λάβας από τον ηφαιστειακό πόρο. Το τήγμα ρέει στην πλαγιά σχηματίζοντας ρυάκια με ομαλή ροή που ακολουθούν τη διαδρομή με τη μικρότερη αντίσταση. Λόγω θερμικής διάβρωσης η ροή σκάβει το υπόβαθρο και καταλήγει να κυλά σαν σε κανάλι. Η εξωτερική επιφάνεια της λάβας ψύχεται και στερεοποιείται σταδιακά παρέχοντας ταυτόχρονα θερμική μόνωση στο εσωτερικό της ροής που συνεχίζει την πορεία του ακόμα και μετά τη διακοπή εκροής λάβας από τον πόρο με αποτέλεσμα τη δημιουργία κενής στοάς.
Υπάρχουν άλλες δύο εκδοχές επιφλοίωσης (over crusting).
1) η οροφή αποτελείται από στρώμα πυροκλαστικών υλικών (διάπυρα, πυρακτωμένα ή λιωμένα θραύσματα διαφόρων μεγεθών), σκωριών (σκουριές και ακαθαρσίες στην επιφάνιεα του λιωμένου υλικού) και θραύσματα προηγούμενης επιφλοίωσης που επιπλέουν στη ροή όπως οι κορμοί δέντρων σε ένα ποτάμι και συγκολλούνται μεταξύ τους από λάβα που κρυσταλλώνεται ανάμεσά τους (περίπτωση Β στο σχήμα).
2) Η ροή καλύπτεται από προεξέχουσες μάζες στερεοποιημένης λάβας σαν αντιπλημμυρικά αναχώματα που γέρνουν από τις όχθες πάνω από την κοίτη και αναπτύσσονται λόγω υπερχειλίσεων, συναντώνται και συνενώνονται (περίπτωση C στο σχήμα).
Στην περίπτωση των διογκωμένων αγωγών (inflationary lava tubes) έχουμε διακεκομμένη εκροή λάβας από τον ηφαιστειακό πόρο που καλύπτει μια ευρεία επιφάνεια σε λεπτά στρώματα, πάχους μερικών εκατοστόμετρων έως λίγων δεκατόμετρων. Το πρώτο στρώμα ψύχεται γρήγορα εγκλωβίζοντας στη μάζα του φυσαλίδες διαλυμένων αερίων, έτσι η πυκνότητα του μειώνεται. Στην επακόλουθη φάση εκροής το στρώμα αυτό επιπλέει πάνω στη νέα λάβα – ουσιαστικά η ροή «φουσκώνει» από κάτω λόγω πλευστότητας. Πολλαπλές διαδοχικές φάσεις δημιουργούν ένα κάλυμμα από πολλές διακριτές στρώσεις, με το αρχαιότερο στρώμα να βρίσκεται πάνω από τα νεώτερα, (δηλαδή στρωματογραφικά ανάποδα) που εμποδίζει το υποκείμενο τήγμα να αποβάλει θερμότητα και να στερεοποιηθεί, οπότε η ροή συνεχίζεται και μετά το πέρας της τροφοδοσίας της από τον πόρο. Έτσι δημιουργείται ο αρχικός αγωγός που στη συνέχεια μπορεί να διαμορφωθεί από καταρρεύσεις αποκολλήσεις, διαβρώσεις κ.α.
Διακριτικό χαρακτηριστικό μεταξύ των αγωγών επιφλοίωσης και διόγκωσης είναι ο λόγος ασυμμετρίας ύψους πλάτους (η ελλειπτικότητα της διατομής του αγωγού). Κατά κανόνα οι ροές διόγκωσης είναι περισσότερο ελλειπτικές (πιο πεπλατυσμένες).
Οι στοές λάβας σχηματίζονται πολύ γρήγορα, ίσως σε διάστημα ημερών ή εβδομάδων.
Πηγές:
17th INTERNATIONAL CONGRESS OF SPELEOLOGY Sydney, NSW, Australia July 23–29, 2017 Proceedings VOLUME 1 Edition 2 http://uis-speleo.org/wp-content/uploads/2020/08/Proceedings-17th-ICS-Vol1-Ed2-screen.pdf
Mauro Ignacio Bernardi, Gustavo Walter Bertotto, Alexis Daniel Ponce, Yuji Orihashi, Hirochika Sumino.
Volcanology and inflation structures of an extensive basaltic lava flow in the Payenia Volcanic Province, extra-Andean back arc of Argentina. http://www.andeangeology.cl/index.php/revista1/article/view/V46n2-3180
Stephan Kempe, Ingo Bauer, Peter Bosted, Don Coons & Ric Elhard. Inationary versus Crusted-over Roofs of Pyroducts (Lava Tunnels). Conference: 14th International Symposium on Vulcanospeleology At: Undara, Australia. https://www.researchgate.net/publication/230647112_Inflationary_versus_crusted-over_roofs_of_pyroducts_lava_tunnels
Με ενδιαφέρει η εξερεύνηση της Φύσης, του Διαστήματος, οι Επιστήμες, ιδιαίτερα η Φυσική και η Γεωλογία και η διάχυση της γνώσης στην κοινότητα. Είμαι σπηλαιοεξερευνητής, αυτοδύτης – σπηλαιοδύτης και αρθρογραφώ περιστασιακά για σχετικά θέματα.
Κώστας Μάγκος
