Lavaröhre
Lavaröhren sind natürliche Tunnel, durch die Lava unter die Oberfläche fließt.
Lavaröhren.
Inflation ist der Prozess, bei dem Lava nach unten fließt und unter Löcher fällt. Lavaröhren mit erstklassigen beweglichen Platten sind auf der ganzen Welt in Gebieten mit vulkanischer Aktivität beliebt. Typischerweise bilden sich Lavaröhren sehr nahe an der Oberfläche und sind lange Röhren mit mehr oder weniger dauerhaftem Durchmesser. Die Kazumura-Höhle auf Hawaii ist die längste bekannte Lavaröhre mit 65 Kilometern Gängen und 101 Eingängen und selten, wenn überhaupt, mehr als 10 Meter unter der Oberfläche. La Cueva del Vento auf den Kanarischen Inseln, eine der vielfältigsten Höhlen der Welt in Bezug auf terrestrische Troglobons (Clover und Pipen, 2013), ist über 20 km lang, aber 2,5 und 7 m tief. Sowohl auf den Hawaii-Inseln als auch auf den Kanarischen Inseln, wo die besten Tierstudien stattgefunden haben, brechen Baumwurzeln von den Dächern von Lavaröhren ab, und zumindest auf Hawaii sind sie die Hauptnahrungsquelle. Es gibt Lavaröhren, die mehr als 10 Meter tief sind, und einige Merkmale vulkanischer Landschaften, darunter Kratergruben und offene vulkanische Rinnen, sind sehr tief (manchmal über 100 Meter (Palmer, 2007)), aber meistens, was wir über unterirdische Lebensräume wissen Lava stammt aus flachen Lavaröhren und MSS-Lebensräumen mit Lavaströmen. Daher schließen wir sie als SSHs ein (Culver und Pipan, 2014). Wie andere SSHs und Höhlen reduzieren Lavaröhren die Umweltvariabilität. Wir fanden heraus, dass die Temperatur innerhalb der Cueva del Viento auf 400 m um etwas mehr als 2 °C schwankt, ohne erkennbare tägliche Schwankungen (Culver und Pipan, 2014).
In Hawaii werden viele Lavaröhren von den Wurzeln von Metrosideros polymorpha auf Nahrungsnetzen und Pflanzenkäufern der Gattung Oliarus, ihrer wichtigsten krautigen Art, dominiert (siehe Stone et al., 2012). Von den Hawaii-Inseln sind etwa 40 Arten von Troglobionten bekannt, von denen die meisten letztendlich auf die Wurzeln von Metrosideros angewiesen sind. Die Tiere der Kanarischen Inseln sind sehr vielfältig, obwohl die Wurzeln der Bäume in den Lavaröhren weniger sichtbar sind. Von den Kanarischen Inseln sind etwa 130 troglobiotische Arten bekannt, und die Artenstruktur der beiden Regionen ist sehr unterschiedlich (Abb. 12). Einer der möglichen Gründe für den Artenreichtum auf den Kanaren ist ihr Alter und die kürzeren Tiefen, was zu mehr organischem Material in den Lavaröhren der Kanaren führen kann. Lavaröhrentiere sind auch von allgemeinem evolutionären Interesse, da die Art nicht durch klimatische Ereignisse wie die pleistozäne Vereisung in Höhlen gezwungen wurde, sondern aktiv in Höhlen eindrang und den Lavastrom teilweise härtete. , 1980).
Lavaröhren.
Lavaröhren sind natürliche Kanäle, durch die Lava unter der Oberfläche fließt. Röhren entstehen durch die Verkrustung von Lavakanälen und dem Pahuho-Fluss (Abb. 15). Während längerer Eruptionen verwandeln sich Lavaströme in einige zentrale Flüsse. Der Lavafluss aus diesen Flüssen wird schnell verstärkt und Putz wird auf die Kanalwände aufgetragen, wodurch natürliche Erhebungen oder Wälle entstehen, die das Aufsteigen der Lava ermöglichen. Lavaströme, die mehrere Stunden bis Tage ununterbrochen in einem begrenzten Kanal fließen, können eine feste Kruste oder ein Dach bilden und sich so langsam in Flüsse innerhalb der Lavaröhre verwandeln. Lavaröhren transportieren Lava sehr effizient vor der Strömung aus dem Schlot, und Berechnungen zeigen, dass die in der Röhre fließende Lava nur bis zu 1 ° C km-1 abkühlt (Walker, 1991). Vor dem Fluss verhält sich die Lava sehr ähnlich wie ein Flussdelta und bildet kleine Verteilungsröhren, die sich weiter verzweigen, bis sie aus Einzelflusseinheitsröhren des gleichen Typs bestehen, aber klein, und einen durchgehenden Abwärtsfluss bilden. Die Gasmenge in der Lava an der Fließfront ist etwas geringer als die des Schlots, da die Lavaröhren zwar gute Wärmeisolatoren sind, aber nicht gut genug schließen, um das Gas einzufangen. Gas entweicht auch durch Risse in der Röhre und durch Oberlichter an Stellen, an denen das Dach der Röhre einstürzt und die fließende Lava freilegt. Lavaröhren können mehrere Meter breit sein und verlaufen normalerweise mehrere Meter unter der Oberfläche. Ein breites Lavafeld besteht normalerweise aus einer Hauptlavaröhre und einer Reihe kleiner Röhren, die Lava vor einem oder mehreren separaten Strömen liefern. Wenn die Lavazufuhr am Ende des Ausbruchs stoppt oder die Lava umgeleitet wird, verlässt die Lava im Röhrensystem den darunter liegenden Hang und hinterlässt teilweise leere Abflüsse unter der Erde. Innerhalb der Röhre können sich verschiedene Formen befinden, wie z. B. Lavastalaktiten, die Levizyklen genannt werden. Säulen können sich von der Spitze bis zum Boden der Lavaröhre erstrecken. Basaltlava produziert normalerweise große Mengen an Gas und Dampf, und der Luftdruck in ihr steigt an, wenn sie durch die Röhre strömt. Es hält den Schlauch offen, kann aber auch ein Loch in das Futter drücken, das noch warm und weich ist. Diese Löcher werden Hornitos (spanisch für kleine Öfen) oder Spotterkegel genannt. Gasdruck von unten schleudert kleine Lavastücke aus den Schlotlöchern und bildet 15 Meter hohe Kegel über dem Schlot. In diesen Kegeln bildet sich Lava aus der obersten Schicht der Schalenschicht (Walker, 1991).
Wenn Vulkanausbrüche ausbrechen, bewegt sich die Lava weiter und drückt die Röhre nach unten. Es erzeugt eine teilweise leere Röhre, die als Lavaröhrenhöhle bezeichnet wird. Lava, die nicht aus der Röhre fließen kann, bleibt in Form von Merkmalen wie festen Teichen, Bächen oder sogar gefrorenen Wasserfällen. Stürze sind üblich, weil das Dach von Lavaröhren aufgrund seiner Form sehr dünn ist. Infolgedessen halten die meisten Lavaröhren nicht länger als 10.000 Jahre. Ältere Röhren sind äußerst selten. Eine Ausnahme bildet jedoch die Lava River Cave im Coquino National Forest in Arizona (US Department of Forestry, 2011). Diese kilometerlange Lavaröhrenhöhle wurde aus dem ersten geschmolzenen Gestein von ∼ 700 gemacht, das aus einem Vulkan in der nahe gelegenen Hart Prairie ausbrach. Eine andere ist die Corona Lava Tube auf den Kanarischen Inseln mit einer Geschichte von ∼ 21 ka (Carracedo et al., 2003; Abbildung 16). Neben Hawaii finden sich Lavaröhren im Westen der Vereinigten Staaten in Washington, Kalifornien, Oregon, Nevada, Idaho, New Mexico, Utah und Arizona, auf den Kanarischen Inseln, den Galapagosinseln, Italien, Japan, Korea, Kenia und Mexiko. , Und viele andere vulkanische Gebiete (Bunnell, 2008).
Melden Sie sich an, um das Bild in voller Größe herunterzuladen.
Abb. 16. Corona-Lavaröhre aus dem späten Pleistozän auf Lanzarote auf den Kanarischen Inseln. (a) die Öffnung im trockenen Teil der Lavaröhre, die sich bis zu 8 km erstreckt, und (b) die Innenansicht der Lavaröhre.
Lavaröhren
Lavaröhren sind natürliche Tunnel, durch die Lava unter die Oberfläche fließt. Fließende Lava wird durch Strahlung und thermische Konvektion der Luft von ihrer Oberfläche gekühlt und bildet eine harte Kruste. Sobald sich eine harte Kruste gebildet hat, bietet sie aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit eine Isolierung, und die innere geschmolzene Lava kann ohne Abkühlung fließen. In einem weiten Lavastromfeld besteht das Lavaröhrensystem aus einer Hauptröhre und einer Reihe kleiner Abzweigungen, die sich vom Schlot aus bilden und ohne Abkühlung Lava an den nächsten Teil des Flusses liefern können. Wenn die Lavazufuhr am Ende des Ausbruchs unterbrochen oder die Lava umgeleitet wird, tritt die Lava in der Röhre aus und hinterlässt einen teilweise leeren Tunnel unter der Erde. Lava kann auch nach unten fallen, die Röhre vertiefen und Platz über der fließenden Lava lassen, da die Wände und der Boden der Röhre aus Lava bestehen, die die gleiche Struktur wie die heiße Lava hat, die in die Röhre fließt.Fließende Lava kann daher die Wand schmelzen. Stein. Lavaröhren werden oft in basaltischen Lavaströmen mit niedriger Viskosität gebildet und sind selten in hochviskoser felsischer Lava.
Lavaröhren sind eine kleine Teilmenge des gesamten Lebensraums, der Troglobiten zur Verfügung steht. Weitere Wohnorte sind:
EIN
Mesokavernen, kleine Hohlräume mit einer Breite von etwa 0,5–25 cm unter der Oberfläche in einer Vielzahl von Substraten. Diese Mesokavernen umfassen Brüche, Risse und Vesikel in vielen Gesteinsarten. Risse im Boden, Höhlen von Tieren und Löcher in Baumwurzeln; Raum zwischen Steinen in Geröllhalden oder anderen Arten von Steinhaufen; Leerstellen in Felsen und Kies oder entlang von Flussbetten; Und Lösungshöhlen. Tochtergesellschaften, in denen die Mesocurens zu einem riesigen Anastomosensystem verbunden sind, könnten einen idealen Lebensraum für die troglobotischen Arten bieten. Die mesokavernöse Umgebung ist wahrscheinlich der vorherrschende Lebensraum für Höhlenarten, da sie eine so große potenzielle Fläche hat und so nahe an der Oberfläche liegt, dass sie reichlich Energiequellen aus eindringenden Wurzeln, wandernden oberflächlichen Organismen und organischem Material aus dem Wasser enthält
Höhlen aus Kalkstein oder anderem löslichen Gestein sind im Allgemeinen eine Gemeinschaft der am besten untersuchten Höhlen aufgrund ihres Zugangs zu und Zugang zu Höhlen, aber die meisten, wenn nicht alle Höhlen sind verpflichtet, zu gehorchen.Sie leben auch im nahe gelegenen Mesocorn. Kalksteinhöhlen können auch wichtige Wurzelgemeinschaften haben, insbesondere in Oberflächennähe oder mit leichtem Zugang zum Grundwasserspiegel.
Die Lebensräume von Baumwurzeln, die in Lavaröhren gefunden werden, sind viel breiter. Wurzeln können Bodenschichten durchdringen und eine Vielzahl von Oberflächenmaterialien können in den Mesocurenus-Lebensraum gelangen. Die Wurzelbereiche von Lavaröhren sind besonders wichtig, weil sie Wissenschaftlern den Zugang zu unterirdischen Lebensräumen ermöglichen, die sonst nur schwer Zugang zu Höhlenarten hätten. Ein zusätzlicher Vorteil von Lavaröhren besteht darin, dass sie sich in Lavaströmen bilden, die entlang der Erdoberfläche fließen, sodass sie normalerweise auf ihrer Länge ziemlich flach sind.
Auf Hawaii gibt es viele Lavaröhren, aber die meisten sind heiß und haben kein Eis. Die Hauptinsel liegt auf 19 Grad nördlicher Breite. Die oberen Hänge des noch aktiven Vulkans Mauna Lava befinden sich jedoch in einer solchen Höhe (~ 3350 m), dass mindestens zwei Eislavaröhren darauf sichtbar sind. Obere Hänge Laut Mitgliedern der Hawaiian Speilological Society (Pflitsch et al., 2016) zieht sich das Eis jedoch schnell zurück. Obwohl die Lavaröhren aus flussabwärts gelegener Lava bestanden, sind ihre unteren Enden durch feste Lava blockiert, sodass Höhlen als kalte Netze dienen. Die größte Eishöhle ist ein zugefrorener See mit einer Fläche von etwa 250 m2.
Nachfolge
Die Lavaröhren der Hawaii-Inseln auf der Insel Oahu sind zwischen 1 Monat und 2,9 Millionen Jahre alt. Die Abfolge von Kolonien und Höhlenökosystemen kann auf der Insel Hawaii beobachtet werden. Grillen und Spinnen besiedeln neue Durchflussniveaus innerhalb eines Monats nach Abkühlung des Durchflussniveaus. Sie verstecken sich tagsüber in Höhlen und Spalten und gehen nachts hinaus, um die vom Wind erzeugten Trümmer zu füttern. Caconemobius-Steingrillen sind auf dieses äolische Ökosystem beschränkt und verschwinden mit der Vegetationsbildung. Innerhalb eines Jahres, nachdem der Lavastrom in den Höhlen aufgehört hat, beginnen die obligatorischen Höhlenarten zu erscheinen. Die räuberische Wolfsspinne Lycosa howarthi kommt zuerst an und jagt die Evelyn-Gliederfüßer, die den Weg entlanggehen. Andere räuberische und staubige Arthropoden – einschließlich der blinden, höhlenangepassten Caconemobius-Grille – kommen im Laufe des nächsten Jahrzehnts hinzu. Unter Regenwaldbedingungen beginnen Pflanzen nach einem Jahrzehnt, an die Oberfläche einzudringen, was es höhlengefütterten Tieren ermöglicht, sich in Höhlen niederzulassen. Oliveros-Pflanzenkäufer kommen etwa 15 Jahre nach dem Ausbruch und nur 5 Jahre nach dem Wirtsbaum Metrosidros polymorpha an. Höhlenartige Motten, shankia howarthi, und der unterirdische Grillenbaum, der Thiometogrelus quicola, kommen später dazu. Höhlenarten haben neue Lavaröhren aus dem benachbarten alten Fluss durch unterirdische Risse und Lücken in der Lava angesiedelt. Die 500 und 1000 Jahre alten Höhlen sind die vielfältigsten der Höhlenrassen. Zu diesem Zeitpunkt ist die oberflächliche Regenwaldgemeinschaft gut entwickelt und produktiv, während die Lava noch jung ist und die maximale Energiemenge in den Untergrund absinkt. Wenn sich die Bodenbildung entwickelt, erreicht weniger Wasser und Energie die Höhlen und die Gemeinden werden allmählich hungrig. In den feuchtesten Gebieten unterstützen Höhlen nach 10.000 Jahren keine oder nur wenige Arten. Unter Wüstenbedingungen dauert die Sukzession 100.000 Jahre oder länger. Mesische Regierungen befinden sich in der Mitte dieser beiden Extreme. Der Fluss neuer Lava kann einige der untergetauchten Lebensräume wiederbeleben und neue Höhlenlebensräume schaffen. In vulkanischen Höhlen bewegt sich die Abfolge also aufwärts, wobei sich kleine bewohnbare Höhlen über den verbleibenden öden alten Höhlen befinden. Im Gegensatz dazu kommt Kalkstein in Felsen vor, wo Lösung und Abholzung kleine tiefe Höhlen schaffen, während hohe und trockene Überreste in den Felsen freigelegt bleiben.
Einführung
Unter den derzeit weltweit entdeckten Lavaröhrenhöhlen ist die Kazumura-Höhle auf der Hauptinsel von Hawaii die längste und senkrechtste. Es ist auch die längste lineare Höhle der Welt und erstreckt sich über mehr gerade Linien als jede andere. Die Höhle enthält ein breites Spektrum an Speliothemen und Morphologien mit einer Population von höhlenangepassten Wirbellosen. Da sich die meisten Höhlen unter ländlichen Unterteilungen befinden, ist es ein beliebtes Ziel für Einheimische und Höhlen außerhalb des Staates.
Eishöhle
Stein-Erik Lauritzen, ... Julie Angelin, In Ice Caves, 2018
23.5 Island
Von den vielen (500) Lavaröhren in Island wird berichtet, dass nur wenige mehrjähriges Eis beherbergen. Die beiden wichtigsten sind Surtshellir und Víðgelmir (Hróarsson und Jónsson, 1991; Stefansson und Stefansson, 2016), beide innerhalb des Hallmundahraun-Lavastroms in Westisland (Abb. 23.1B). Surtshellir ist 3,5 km lang. Der umgebende Lavastrom ist etwa 1100 Jahre alt (Symondson, 1966). Das Höhleninnere wurde 1835 (Maiers) als durchgehender Eisboden dargestellt. Eis wurde auch von Grossman und Lomas (1894) dokumentiert. Sowohl Surtshellir als auch Víðgelmir haben seit den 1970er Jahren erhebliche Eismengen verloren, und Loftshellir ist die einzige Lavahöhle in Island, die genügend Eis gebildet hat (A. Stefansson, p.c., 2017). Es sind keine Informationen über Eisisotope, Chemie oder Alter verfügbar.
Obwohl in vielen Lehrbüchern Lavatunnel durch "Verkrusten von Kanälen" gebildet werden (z. B. Francis, 1993), gibt es einen ganz anderen Mechanismus, durch den sie gebildet werden können, und das ist Inflation: Gold (Hon et al., 1994). Es ist ein aufsteigender Prozess, der an den entfernten Enden des Pāhoehoe-Flusses beginnt, wo heiße Lava schnell die Erde in einer dünnen Schicht bedeckt. Die Schicht kühlt schnell ab, wodurch gelöste Gase Vesikel bilden, die die Gesamtdichte der Lava verringern. Diese Schicht schwimmt beim nächsten Impuls der vorrückenden Schmelze, bevor sie die nächste distale Oberflächenschicht bildet (der Lavastrom wird von unten "aufgeblasen"). Die Dachstruktur, die von der gesamten Grenzfläche getrennt ist (nur die erste oder oberste Schicht wird zeigen die unterkonfigurierte spezifische ropy pāhoehoe-Struktur) (Abb. 1). Die "älteste" Lavaschicht befindet sich also oben auf dem Stapel, was den allgemeinen stratigraphischen Prinzipien widerspricht. Lava kann warm bleiben und unter dem Hauptdach fließen. Dies ist der Ausgangspunkt. Inflationshöhlen zeichnen sich durch Dächer aus einer oder mehreren Schichten aus, manchmal mit mehr als zehn zusammenhängenden Lavaschichten. Diese Dachkonstruktion kann auf Hawaii untersucht werden, wenn das Dach einstürzt, was Pokas genannt wird. Viele der langen Höhlen Hawaiis sind eigentlich inflationär (Kazomura, Banana, Huihu, Ainaho, Kiahuhu Trail; um nur einige zu nennen). Das „Verkrusten“ von Kanälen kann aber auch zu längeren Höhlen führen. Eine Inspektion der Dachabschnitte von Hawaiis zweitlängster Höhle, dem Kipoka Kanuhina System (37 km zusammenhängende Route), zeigt, dass es aus verschweißten, unregelmäßigen Stücken von Pahuho-Platten besteht, die durch die Lavafinger verlaufen. und 10-50 cm dicke Auskleidung schweißt das Dach von unten. Eine solche Struktur zeigt, dass das Dach durch die Ansammlung schwimmender Lithoklasten gebildet wird, die wie Lagjams auf einem Fluss miteinander verbunden sind. Manchmal können die Dächer auch durch das Hinzufügen von Sublavaschichten und einer zentralen vertikalen Trennung von der Vertikalen verursacht werden, die sich von oben nach innen erstreckt, wo sich die ansteigenden Hintergrundregale treffen. Die Niveaus der Lavakanäle auf der offenen Oberfläche werden durch Overbank-Ereignisse dünner Lavaschichten oder eingeschlossener Lavaschwimmer erhöht. Manchmal brechen große Teile des Ufers und schweben nach unten. Sie können sich dann verklemmen und kleine Dächer bilden, die durch Sprühen verstärkt werden. Beispiele sind für die Kanäle des Ausbruchs von Puhia Pele im Jahr 1801 auf Hualalai dokumentiert.
Melden Sie sich an, um das Bild in voller Größe herunterzuladen.
Packer 1. Ein Überblick über die Struktur eines Pyrodukts (Lavatunnel). An der Spitze des Pāhoehoe-Stroms fließt Lava schnell in Form eines dünnen, Rupien-Lava-Deltas. Der nächste Puls der Lava hebt die erste Schicht an (Inflation). Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis sich ein Lavaplattenhaufen (Grunddach) gebildet hat, unter dem später der heißeste Strömungsfaden zur Hauptrinne wird.
Lavahöhle
Lavahöhlen, oft auch Lavaröhren genannt, sind die zweithäufigste Art von Höhlen, die zu Erholungszwecken genutzt werden. Höhlen in Lavaröhren sowie Lavafurniere, die nicht die Form von Röhren haben. Diese Höhlen sind das Ergebnis fließender Lava und anderer Prozesse, die an anderer Stelle in diesem Buch beschrieben werden. Viele Lavahöhlen haben relativ flache Böden und mehrere Eingänge, was sie für Menschen mit eingeschränkten Höhlenkenntnissen geeignet macht. Lavahöhlen haben ihre eigenen besonderen Gefahren. Sie haben oft dunkle, sehr raue strukturierte Oberflächen mit scharfen Kanten, die Licht absorbieren, was die Wirksamkeit des Cueing-Light-Systems verringert. Viele Neuankömmlinge waren erstaunt, das Ausmaß der zerrissenen Kleidung zu entdecken, nachdem sie durch kleine Abschnitte in den Lavahöhlen gegangen waren, im Gegensatz zu den gleichgroßen Passagen in den Kalksteinhöhlen.
