Jökull


Jökull - 01.12.1983, Blaðsíða 59

Jökull - 01.12.1983, Blaðsíða 59
Lava Flows and Forms GUNNAR BÖÐVARSSON School of Oceanography, Oregon State University, Corvallis, OR 97331, U. S. A. ABSTRACT Assuming that many lavas behave as very thin flows of a Newtonean viscous liquid, one can derive a non- linear partial differential equation of the parabolic type that govems the shape of the surface of such flows. Although the boundary condition at thefront of the lavas still presents an unresolved problem, the resulting equation can be applied to estimating the viscosity offlowing lavas. INTRODUCTION The mechanism of lava flow is of both geoscien- tific and direct practical interest. Basaltic layers and other extrusions comprise a prominent part of exposed igneous rock and the study of the mechan- ism of formation of these structures is therefore im- portant from the geological point of view. Lava flows have also interfered with human affairs and have occasionally caused damage to property. We have only to recall the destruction due to the eruption on Heimaey in Iceland in 1973. Walker (1973) correctly emphasizes the real social need to be able to predict the behavior of lava flows advancing on populated areas. Any attempts at gaining a better understanding of the mechanism of lava flow will have to commence with the collection of physical data and with the development of relevant flow models. The present paper has been written for the purpose of presenting an elementary flow model which may be of some interest in the present context. SOME CHARACTERISTICS OF LAVA FLOWS A considerable number of geological and physical data mainly on historical lava extrusions are given by Walker (1973) where the factors that affect the ultimate length of lava flows are discussed at length. The author notes that while some low- viscosity lava flows have reached lengths of 100 to 200 km their thickness varies only between 2 and 30 meters. Length/thickness ratios may thus amount to as much as 10,000 and such extrusions behave as truly thin-sheet flows. According to Hooper (1982), some of the Columbia River basalt flows have reached lengths in excess of 500 km with an average thickness of only 30 m. Very briefly, some of the main characteristics of such lava flow-sheets can be listed as follows. (1) Even relatively fluid lavas with viscosities in the range 103 to 10® Pas advance at a slow rate (Walker, 1973). Velocities range from meters to kilo- meters per day. The mode of such flow is obviously that of viscous creep where inertia forces can be neglected. (2) The rheological properties of lavas are apparently complex and only poorly known. According to Hulme (1974) there are indications that magmas may behave as Bingham liquids, that is, possess a yield strength. At stresses above the Bingham limit, magmas probably behave as New- tonean liquids, but the viscosity is highly tempera- ture dependent. Moreover, the temperature and chemistry of lavas may vary along the flow due to chemical reactions and outgassing. (3) As a consequence of the temperature dependent viscosity, the heat balance of lavas is of great importance for the rheology. In particular, it is to be noted that lavas generally form a solid crust and a solid bottom layer that reduce the eflective height of the liquid section. (4) Lava flows have a free surface and their motion is therefore subject to a non-linear surface condition. (5) The mechanical processes in the fronts of lava flows diífer from the situation in the liquid interior. The solidified crust piles up at the front and forms a type of barrier or wall that has to be partially pushed ahead of the flow or under the advancing lava. This condition remains to be quantified. JÖKULL 33. ÁR 57
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108
Blaðsíða 109
Blaðsíða 110
Blaðsíða 111
Blaðsíða 112
Blaðsíða 113
Blaðsíða 114
Blaðsíða 115
Blaðsíða 116
Blaðsíða 117
Blaðsíða 118
Blaðsíða 119
Blaðsíða 120
Blaðsíða 121
Blaðsíða 122
Blaðsíða 123
Blaðsíða 124
Blaðsíða 125
Blaðsíða 126
Blaðsíða 127
Blaðsíða 128
Blaðsíða 129
Blaðsíða 130
Blaðsíða 131
Blaðsíða 132
Blaðsíða 133
Blaðsíða 134
Blaðsíða 135
Blaðsíða 136
Blaðsíða 137
Blaðsíða 138
Blaðsíða 139
Blaðsíða 140
Blaðsíða 141
Blaðsíða 142
Blaðsíða 143
Blaðsíða 144
Blaðsíða 145
Blaðsíða 146
Blaðsíða 147
Blaðsíða 148
Blaðsíða 149
Blaðsíða 150
Blaðsíða 151
Blaðsíða 152
Blaðsíða 153
Blaðsíða 154
Blaðsíða 155
Blaðsíða 156
Blaðsíða 157
Blaðsíða 158
Blaðsíða 159
Blaðsíða 160
Blaðsíða 161
Blaðsíða 162
Blaðsíða 163
Blaðsíða 164
Blaðsíða 165
Blaðsíða 166
Blaðsíða 167
Blaðsíða 168
Blaðsíða 169
Blaðsíða 170
Blaðsíða 171
Blaðsíða 172
Blaðsíða 173
Blaðsíða 174
Blaðsíða 175
Blaðsíða 176
Blaðsíða 177
Blaðsíða 178
Blaðsíða 179
Blaðsíða 180
Blaðsíða 181
Blaðsíða 182
Blaðsíða 183
Blaðsíða 184

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.