Пиллоу-лава

Пиллоу-лава (от англ. pillow lava — «подушечная лава») — это тип лавовых потоков, образующихся при подводных или подлёдных извержениях вулканов, характеризующийся формой, напоминающей стопку округлых, вытянутых или эллипсоидных тел — «подушек». Каждая такая «подушка» представляет собой застывшую порцию магмы, которая быстро охлаждается при контакте с водой или льдом, образуя стекловатую корку.

Механизм образования

Пиллоу-лава образуется, когда базальтовая или андезитовая магма с низкой вязкостью извергается в водную среду (океан, море, озеро, подлёдное озеро) или под ледник. При контакте с холодной водой поверхность лавового потока мгновенно затвердевает, образуя эластичную, ещё не полностью застывшую оболочку. Внутри этой оболочки продолжает течь жидкая магма, создавая давление. Под давлением оболочка разрывается, и из трещины выдавливается новая порция лавы, которая также быстро застывает, формируя следующую «подушку». Этот процесс повторяется, создавая характерную структуру, напоминающую стопку подушек или связку колбас.

Ключевыми факторами являются:

• Высокая скорость охлаждения: вода отводит тепло в десятки раз быстрее, чем воздух, что обеспечивает быстрое затвердевание корки.
• Низкая вязкость магмы: базальтовая магма достаточно текуча, чтобы выдавливаться через трещины в корке, но не настолько, чтобы растекаться тонким слоем.
• Гидростатическое давление: на глубине давление воды препятствует вскипанию газов в магме и замедляет её растекание, способствуя формированию округлых форм.

Строение и морфология

Типичная «подушка» пиллоу-лавы имеет размеры от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров в длину и от 0,5 до 2 метров в диаметре. Форма варьируется от почти сферической до эллипсоидной или вытянутой, напоминающей сосиску. Внутреннее строение подушки неоднородно:

• Внешняя корка: стекловатая, толщиной от нескольких миллиметров до 2–3 см, состоит из вулканического стекла (гиалокластита). Цвет обычно чёрный или тёмно-серый, но со временем может изменяться из-за гидратации и окисления.
• Внутренняя зона: кристаллическая, состоит из мелкозернистого базальта с порфировыми вкрапленниками (кристаллами оливина, пироксена, плагиоклаза). Внутри часто наблюдаются радиальные трещины, образующиеся при остывании.
• Центральная полость: иногда в центре подушки имеется пустота (миароловая полость), образовавшаяся из-за усадки при остывании или выделения газов. В полостях могут находиться вторичные минералы: кальцит, цеолиты, халцедон.

Подушки часто соединяются друг с другом узкими перешейками или трубообразными каналами, по которым магма перетекала из одной подушки в другую. В разрезе такие структуры напоминают ветвящиеся деревья или «лаву-трубы».

Распространение и геологическое значение

Пиллоу-лава является одним из наиболее распространённых типов вулканических пород на Земле, поскольку большая часть вулканической активности происходит на дне океанов. Она слагает значительную часть океанической коры, особенно в зонах срединно-океанических хребтов, где происходит спрединг (раздвижение литосферных плит). Также она встречается:

• В океанических островных дугах: при подводных извержениях вблизи островов (например, Гавайи, Исландия).
• В зонах субдукции: при извержениях в глубоководных желобах.
• В подлёдных извержениях: при извержениях под ледниками (например, в Исландии, Антарктиде, на Камчатке). В таких случаях образуются гиалокластиты и туфы, а пиллоу-лава может быть переслоена льдом.
• В древних континентальных отложениях: в составе офиолитовых комплексов — фрагментов древней океанической коры, выведенных на поверхность (например, на Урале, в Казахстане, в Скандинавии). Наличие пиллоу-лавы является одним из ключевых признаков для идентификации древних океанических бассейнов.

Примеры в России

На территории России пиллоу-лава широко распространена в районах современного и древнего вулканизма:

• Камчатка и Курильские острова: в зонах подводных извержений Тихоокеанского огненного кольца. Например, в кальдере вулкана Узон, на дне Курильского озера, у побережья вулкана Мутновский.
• Кольский полуостров: в районе Хибинских тундр и Ловозерского массива встречаются древние (палеозойские) пиллоу-лавы, связанные с подводными извержениями в древнем океане.
• Урал: в офиолитовых поясах (например, в районе горы Магнитной, Карабаша) пиллоу-лава является характерным элементом разреза. Изучение этих образований позволило реконструировать историю Уральского палеоокеана.
• Сибирь: в трапповой формации (Сибирские траппы) встречаются отдельные прослои пиллоу-лавы, свидетельствующие о подводных фазах извержений в пермско-триасовом периоде.

Интересные факты

• Пиллоу-лава была впервые описана в XIX веке геологами, изучавшими вулканы Исландии и Гавайев. Термин «pillow lava» ввёл в 1897 году американский геолог Джеймс Дэна.
• В 2012 году на дне Тихого океана у побережья Гавайев было зафиксировано извержение, в ходе которого пиллоу-лава формировалась со скоростью до 1 метра в час.
• Пиллоу-лава является важным индикатором палеосреды: её наличие в древних отложениях указывает на то, что вулканизм происходил в водной среде (океан, море, озеро) или под ледником.
• Внутри подушек часто находят остатки микроорганизмов, питающихся минералами, что делает пиллоу-лаву объектом изучения астробиологов (например, при поиске следов жизни на Марсе, где также обнаружены подобные структуры).

Источники

• Геологический словарь. Том 2. — М.: Недра, 1978.
• Вулканология: учебное пособие / под ред. А. А. Маракушева. — М.: Изд-во МГУ, 1984.
• Короновский Н. В., Ясаманов Н. А. Геология. — М.: Академия, 2011.
• Материалы Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН (Камчатка).
• Данные Геологической службы США (USGS) по подводным извержениям.