Механизм базальтовых взрывов (экспериментальное моделирование)

Abstract

Для исследования процессов, происходящих при стромболианских извержениях, создан комплекс аппаратуры моделирования базальтовых извержений (КАМБИ), его высота 18 м. При конструировании комплекса были учтены соотношения геометрических размеров реальной питающей системы вулкана: отношение диаметра канала к его высоте ~ 1 : 1000. Впервые при физическом моделировании были созданы условия поступления движущейся модельной газонасыщенной жидкости в канал, что позволило изучать процессы нуклеации пузырьков, их увеличение, коалесценцию, образование и преобразование газовых структур, кинетические особенности эволюции газовой фазы. В ходе экспериментов выявлен и описан новый, ранее неизвестный режим течения двухфазных смесей в вертикальной колонне – кластерный, характеризующийся закономерным чередованием плотных скоплений газовых пузырьков (кластеров), разделенных между собой жидкостью, не содержащей свободной газовой фазы. Показано, что жидкостный, пузырьковый, кластерный и снарядный типы режимов закономерно переходят один в другой и представляют собой полиморфные модификации газонасыщенных жидкостей, движущихся в вертикальных каналах. Полученные данные позволили предложить новую модель газогидродинамического движения магматического расплава в подводящем канале: в зависимости от типа газогидродинамического режима в жерле, в кратере будут проявляться различные типы эксплозивной активности вплоть до реальных взрывов.