Jökull


Jökull - 01.12.1983, Síða 59

Jökull - 01.12.1983, Síða 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
Síða 1
Síða 2
Síða 3
Síða 4
Síða 5
Síða 6
Síða 7
Síða 8
Síða 9
Síða 10
Síða 11
Síða 12
Síða 13
Síða 14
Síða 15
Síða 16
Síða 17
Síða 18
Síða 19
Síða 20
Síða 21
Síða 22
Síða 23
Síða 24
Síða 25
Síða 26
Síða 27
Síða 28
Síða 29
Síða 30
Síða 31
Síða 32
Síða 33
Síða 34
Síða 35
Síða 36
Síða 37
Síða 38
Síða 39
Síða 40
Síða 41
Síða 42
Síða 43
Síða 44
Síða 45
Síða 46
Síða 47
Síða 48
Síða 49
Síða 50
Síða 51
Síða 52
Síða 53
Síða 54
Síða 55
Síða 56
Síða 57
Síða 58
Síða 59
Síða 60
Síða 61
Síða 62
Síða 63
Síða 64
Síða 65
Síða 66
Síða 67
Síða 68
Síða 69
Síða 70
Síða 71
Síða 72
Síða 73
Síða 74
Síða 75
Síða 76
Síða 77
Síða 78
Síða 79
Síða 80
Síða 81
Síða 82
Síða 83
Síða 84
Síða 85
Síða 86
Síða 87
Síða 88
Síða 89
Síða 90
Síða 91
Síða 92
Síða 93
Síða 94
Síða 95
Síða 96
Síða 97
Síða 98
Síða 99
Síða 100
Síða 101
Síða 102
Síða 103
Síða 104
Síða 105
Síða 106
Síða 107
Síða 108
Síða 109
Síða 110
Síða 111
Síða 112
Síða 113
Síða 114
Síða 115
Síða 116
Síða 117
Síða 118
Síða 119
Síða 120
Síða 121
Síða 122
Síða 123
Síða 124
Síða 125
Síða 126
Síða 127
Síða 128
Síða 129
Síða 130
Síða 131
Síða 132
Síða 133
Síða 134
Síða 135
Síða 136
Síða 137
Síða 138
Síða 139
Síða 140
Síða 141
Síða 142
Síða 143
Síða 144
Síða 145
Síða 146
Síða 147
Síða 148
Síða 149
Síða 150
Síða 151
Síða 152
Síða 153
Síða 154
Síða 155
Síða 156
Síða 157
Síða 158
Síða 159
Síða 160
Síða 161
Síða 162
Síða 163
Síða 164
Síða 165
Síða 166
Síða 167
Síða 168
Síða 169
Síða 170
Síða 171
Síða 172
Síða 173
Síða 174
Síða 175
Síða 176
Síða 177
Síða 178
Síða 179
Síða 180
Síða 181
Síða 182
Síða 183
Síða 184

x

Jökull

Beinleiðis leinki

Hvis du vil linke til denne avis/magasin, skal du bruge disse links:

Link til denne avis/magasin: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Link til dette eksemplar:

Link til denne side:

Link til denne artikel:

Venligst ikke link direkte til billeder eller PDfs på Timarit.is, da sådanne webadresser kan ændres uden advarsel. Brug venligst de angivne webadresser for at linke til sitet.