Кислотные озера: Кислотное озеро Сицилии и Камчатки

Кислотное озеро — frwiki.wiki

Кислотное озеро Поас в Коста-Рике .

Кислое озеро является озером , как правило , из вулканического происхождения , такие как кратер озеро или маар , чьи воды стали подкисляет с помощью растворения из вулканических газов .

Резюме

• 1 Особенности
  • 1.1 Обучение
  • 1.2 Исчезновение
  • 1.3 Гидрология
• 2 Распределение
• 3 Риск
• 4 Примечания и ссылки
• 5 Библиография
• 6 Статьи по теме

Характеристики

Обучение

Вид с воздуха на вершину горы Катмай и ее кислое озеро на Аляске .

Кислотное озеро образуется из кратерного озера или маара в том случае, если вулкан непрерывно выделяет вулканические газы в достаточном количестве. Эти газы должны выходить со дна озера, глубина которого должна позволять их растворение благодаря давлению воды, а не образование пузырьков, которые поднимутся на поверхность.

Однако очень сильная подозерная дегазация может как подкисить озеро, так и образовывать пузырьки, которые лопаются на поверхности. В то же время эти газы могут выбрасываться над водой вдоль стенок кратера в виде фумарол или сольфатар, иногда окруженных отложениями серы, такими как Кавах Иджен в Индонезии .

Ограниченное обновление воды важно, поскольку оно вызывает разбавление кислой воды.

Эти горячие источники кислоты также могут цвести непосредственно и формирование бассейнов или прудов кислот. Это случай Даллол в Эфиопии и некоторых горячих источников и фумарол в американских национальных парков в Йеллоустоун и Лассен .

Если выбрасываемые вулканические газы бедны диоксидом серы и хлористым водородом , диоксид углерода остается единственным газом, выделяемым в значительных количествах с водяным паром . Таким образом, глубокие воды кратерного озера не подкисляются, а вместо этого заряжаются углекислым газом. В случае нарушения различных слоев воды происходит лимническое извержение , которое приводит к внезапной дегазации озера.

В озерах NYOS и Monoun в Камеруне уже испытали такие высыпания.

Исчезновение

Озеро кратер на Пинатубо в Филиппинах , бывшее озеро кислота.

Озеро может потерять кислотность, когда исчезнет один из факторов его закисления. Это тот случай, когда вулканические газы больше не отторгаются вулканом или когда озеро видит, что его воды обновляются в достаточном количестве. Кислотное озеро Пинатубо, таким образом, постепенно превратилось в кратерное озеро с классической водой, когда вулканические газы перестали выделяться .

Происхождение кислотных озер также является фактором исчезновения. Образовавшиеся в основном в кратерах, образовавшихся в результате извержения вулкана , активность может возобновиться в том же месте и испарить воду. Стены кратера также могут обрушиться и вызвать жестокое опорожнение озера, как в Келуде в Индонезии в 1919 году .

Гидрология

Кислотное озеро Кавах Иджен в Индонезии и его сольфатара на переднем плане.

Измерение pH в озере Кавах Иджен 16 июля 2012 г.

Вид на кислотные озера на склонах реки Иниелика в Индонезии .

В вулканических газах в основном состоят из диоксида серы , соединение , которое будет снижать потенциал водорода из воды в ней растворении в виде серной кислоты . Другие озера могут состоять в основном из соляной кислоты (после растворения хлористого водорода ) или их смеси. Эта кислотность варьируется от 4 до менее 1 . Крайний случай — это Поас в Коста-Рике, вода которого имеет pH чуть выше 0, даже достигая этого значения, когда дожди менее обильны. Кислотное озеро Кавах Иджен на юго-востоке Явы , Индонезия , имеет объем около 50 миллионов кубических метров раствора с очень близким значением pH 0.

Вулканические газы обычно фонтанируют с высокой температурой, потому что исходящие из магмы, остающейся недалеко от поверхности вулкана , они также нагревают воду, температура которой достигает от 30 до 85  ° C .

В этих условиях очень сильной кислотностью, особенно химического состава и высокой температуры, жизнь практически отсутствует от этих сред, только несколько видов из экстремофильных цианобактерий удалось разработать там .

Все эти условия приводят к изменению цвета воды, который обычно приобретает оттенки от светло-зеленого до бирюзового. Таким образом, в то время как серная кислота отвечает за зеленый цвет, цианобактерии отвечают за бирюзовый цвет, взвешенные отложения — за коричневый или серый, за исключением кремнезема, который дает светло-голубой цвет . В Келимуту в Индонезии есть три кислых озера разного цвета, расположенные очень близко друг к другу; их цвета, иногда отчетливые, меняются регулярно и быстро, переходя от бирюзового к зеленому, красному и черному .

Некоторые металлы могут быть добавлены к этим соединениям в воде кислых озер. На берегу реки Иниелика в Индонезии кислотные озера, содержащие сульфид ртути и окрашенные в красный цвет, появляются после дождей и быстро высыхают; кислотность исходит от фумарол .

Разделение

Кислотные озера могут образовываться на любом типе вулкана , будь то эффузивный или взрывной , если для этого созданы подходящие условия. Их немного по сравнению с сотнями действующих вулканов, которые существуют, тем не менее, они встречаются довольно часто.

Самые известные из них — Поас (самый кислый в мире) и Ирасу в Коста-Рике , Кавах Иджен (самый большой, самый загруженный серой и второй по кислотности), Иниелика и Келимуту в Индонезии , от Амбае до Вануату , от Фурна-ду-Энксофре на Азорские острова .

Риск

Конкреции солей , серы и минералов образуют бассейны, удерживающие кислую воду на Даллоле в Эфиопии .

Кислые озера представляют опасность для населения и инфраструктуры в дополнение к тем, которые характерны для всех кратерных озер . Таким образом, хотя кратерное озеро представляет не большую опасность, чем любой водоем, кислое озеро может быть смертельным из-за простого погружения или вдыхания паров, которые оно может выделять.

Во время жестокого опустошения кислого озера природа его вод добавляет разрушительной силе наводнению .

В случае извержения вулкана, происходящего под кислым озером, его воды могут быть прямо выброшены взрывами или выпадать обратно в виде кислотного дождя или сильно коррозионного пепла после их испарения . Этот сценарий произошел на Картале в 2005 году .

Примечания и ссылки

1. ↑ ^{а б и в} Бардинцефф 1997 , с.  119
2. ↑ Бардинцефф 1997 , с.  195–196
3. ↑ Бардинцефф 1997 , с.  133
4. ↑ ^{а б и в} Бардинцефф 1997 ,
   с.  126-127
5. ↑ Бардинцефф 1997 , с.  162
6. ↑ (in) »  Global Volcanism Programme — Poas  » (по состоянию на 18 ноября 2010 г. )
7. ↑ ^{a и b} (in) «  Global Volcanism Programme — Kelimutu  » (по состоянию на 18 ноября 2010 г. )
8. ↑ (in) »  Global Volcanism Programme — Ijen  » (по состоянию на 18 ноября 2010 г. )

Библиография

• Жак-Мари Бардинцефф , Знание и открытие вулканов , Женева, Швейцария, Liber ,Октябрь 1997 г., 209  с. ( ISBN  2-88143-117-8 ).

Статьи по Теме

• Кратерное озеро
• Вулканические газы
• Рио Тинто (река)

<img src=»//fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

вы такого еще не видели

Когда речь идет о странных (и страшных) природных явлениях, озера вряд ли приходят на ум. А зря! Безмятежные водоемы таят в себе много опасностей и ошеломляют почти фантастическими особенностями. Озера-убийцы, озера-призраки, озера-кладбища и другие поражающие воображение озера — в нашей подборке.

Wikipedia

Озеро Гафса, Тунис. «Ничто не возникает из ниоткуда» — максима, знакомая нам со школьной скамьи. Озеро Гафса решило этим правилом пренебречь: в один день оно просто возникло посреди пустыни в Тунисе. В 2014 году местные пастухи, следуя привычной дорогой, вдруг обнаружили огромный водоем, на который прежде не было и намека. Ученые предполагают, что озеро могло появиться в результате сейсмической активности — разрыва, возникшего на уровне грунтовых вод. Однако объяснения, как это могло произойти столь быстро, до сих пор нет.

Озеро Роопкунд, Индия, также известное как Озеро Скелетов. Есть ряд вещей, которые вы наверняка не хотели бы обнаружить, купаясь в озере. Например, разлагающиеся останки сотен людей, погибших чудовищной смертью. Именно это нашли британские войска в высокогорном озере Роопкунд зимой 1942 года. Исследование останков показало, что люди погибли в районе 850 г. н.э. Все они умерли от удара по голове, причем размеры и форма травмы не соответствуют ни одному известному человеку оружию. Что же могло в один момент погубить 200 человек? Ученые выдвигали различные версии, вплоть до безумных: метель, лавина, эпидемия странной болезни, массовое самоубийство. Однако более поздние исследования это опровергли: оказалось, всему виной град. Градины могли достигать 7 см в диаметре, и у путников, которые не добрались до укрытия, не было шансов спастись. Со временем долина наполнилась водой, образовав такое озеро-кладбище.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ньос, Камерун. Вообразите: возвращаетесь вы домой после отпуска, а весь ваш район вымер, горы трупов с искаженными от ужаса лицами — на каждом шагу. Что это? Теракт? Вирус? Инопланетное вторжение? Нет, всего лишь озеро.

В 1986 году на озере Ньос произошла катастрофа, которая унесла жизни более 1,7 тыс человек и 3,5 тыс животных. Пока кто-то ужинал, спал, мирно прогуливался в округе, озеро выпустило огромное количество газообразного диоксида углерода, CO2. Облако смертельного газа окутало все вокруг, в радиусе 25-и км люди и животные резко стали задыхаться и погибли от удушья в течение нескольких минут.

Дело в том, что озеро Ньос было сформировано из вулканического кратера, под ним на большой глубине расположена магма, которая непрерывно выделяет диоксид углерода. Газ поднимается вверх и растворяется в подземных водах. Так называемую лимнологическую катастрофу спровоцировало одно из природных явлений — оползень, обвал, землетрясение или подводное извержение вулкана.

Озеро Пенёр,

Озеро в Батоу, Китай (Внутренняя Монголия). У этого озера нет имени. Потому что оно молодое. И может, еще потому, что не всему хочется давать имена. Ядовитое озеро Батоу — искусственный водоем, появившийся вследствие активной добычи и переработки минералов. Батоу — самый крупный промышленный город Внутренней Монголии, а кошмарное озеро — цена технологического прогресса. Нет, это не озеро, в котором просто отравленная вода. Это гигантское, бескрайнее озеро черной грязи, источающее жуткий запах. Ничто не растет в округе, нет ни флоры, ни фауны, только запах серы, шум заводов и дикий монохромный мир. И кажется, это какой-то сюр.

Большинство наших гаджетов создаются с помощью минералов, которые добывают в Батоу. Но интересно другое: одно из направлений, где используют добываемые породы, — это «зеленые» технологии, например, ветряные турбины. Выходит, грязнейшее место планеты появилось в том числе и благодаря нашей любви к «эко».

Озеро Натрон, Танзания. Все живое, что коснется озера, застывает как статуя. Правда, звучит как мотив волшебной сказки? Тем не менее, это факт: озеро окружают «статуи» животных, оказавшихся слишком близко к его опасным водам. И тут нет никакого волшебства.Натрон — соленое и щелочное озеро, в некоторых местах уровень pH колеблется от 9 до 10,5, а температура может достигать 50 градусов по Цельсию. Озеро покрыто коркой соли, которая может окрашиваться в красный или розовый цвет. Из-за температуры и щелочности многие животные, попадая в воду, погибают, а их останки покрываются минералами, по сути превращаясь в каменные скульптуры. Зато тут обитают малые фламинго, а «огненные» воды озера защищают их от коварных хищников.

Кавах Иджен, сернистое озеро на острове Ява, Индонезия. Еще одно озеро, которое может напомнить нам о сказках. Помните такой сюжет, когда герою надо было пролететь над огненной рекой? Это вполне могло бы происходить у озера Кавах Иджен.

На первый взгляд озеро представляется вполне гостеприимным и привлекательным — благодаря своему необычному цвету, который меняется в течение дня от прозрачно-бирюзового до молочно-зеленого. Но не стоит обманываться: оно в буквальном смысле огнеопасно.

Озеро образовалось в кратере потухшего вулкана, а его берега — крупные месторождения серы. Время от времени на поверхность озера выделяется газ метан. Это явление называется «синий огонь» — вулканические газы светятся синим цветом. Зрелище гипнотическое, но крайне опасное.В то время как у берегов озера клубится дым, сам водоем представляет собой гигантскую ванну соляной кислоты. Озеро признано самым кислотным в мире, а температура воды достигает 60 градусов по Цельсию на поверхности и более 200 — в глубине. При посещении озера обязательно надевать маску, которая защищает от кислотных паров. Удивительно, но существуют люди, которые героически добывают здесь серу изо дня в день — правда, это уже тема для отдельной статьи.

Озеро Пич-Лейк, Тринидад — озеро чистого жидкого асфальта, как бы нелепо это ни прозвучало. Да, тот самый материал, который мы используем как дорожное покрытие, добывается из этого озера. В некоторых местах поверхность озера настолько плотная, что по ней можно перемещаться. Правда, пробовать лучше не стоит, потому что упасть в озеро с асфальтом — это не то же самое, что провалиться под лед.Поверхность озера коварна в своем разнообразии. Где-то она твердая и устойчивая, но в какой-то момент сменяется тонкой и пружинящей, переходя то в болотистые места, то в места, похожие на зыбучие пески. В общем, не лучшее место для прогулок. Тем более, для купаний.

Лост-лейк, потерянное озеро в Орегоне, США. Если одно озеро возникло ниоткуда, то другое — исчезло в никуда. Вернее, исчезает каждое лето. Озеро в Орегоне, глубиной 2,7 м, площадью 343 тыс кв км, с наступлением лета тихо и незаметно пропадает. А каждую осень как ни в чем ни бывало появляется вновь. Нет, это не имеет отношения к высыханию: озеро исчезает, словно его тут отродясь не было, будто воду слили в трубу. Впрочем, это как раз близко к правде.Ученые предполагают, что причина мистических исчезновений воды заключается в лавовых трубках — это каналы, которые образуются при остывании лавы. Две небольшие лавовые трубки находятся под озером. Зимой они наполнены водами, а летом пересыхают, затягивая в себя все озеро. Осенью, когда начинают лить дожди, лавовые трубки заполняются подземными водами и выпускают озеро на поверхность.

Озеро Йеллоустоун, США — большое, красивое, не кислотное и не щелочное, не ядовитые озеро, полностью пригодное для хорошего отдыха. Почему оно оказалось в этом списке? Что скрывает озеро Йеллоустоун? Все тайны покоятся на дне. А тайное, как известно, становится явным. В северной части озера образовалась огромная выпуклость, некий подводный «купол» длинной 700 м. Дно в этой области поднялось на 30 м, а сам «купол» все разрастается. Дело в том, что под озером находится расплавленная магма. Она нагревает грунтовые воды, пар нагнетает давление, и дно поднимается. Но так не может длиться вечно — в какой-то момент это достигнет критической точки, и «купол» взорвется подобно настоящему вулкану. Такое извержение может не только погубить близлежащие районы, но и накрыть пеплом весь Средний Запад. Так себе перспектива.

кислотных озер: существуют ли они и растворят ли они лодку? | Крот

Источник: Silvia B. Jakiello/Shutterstock

Может ли озеро превратиться в кислоту?

В фильме Пик Данте герой (геолог, которого играет Пирс Броснан) в сопровождении своей девушки и некоторых членов ее семьи оказывается под угрозой раскаленных потоков лавы. Все дороги перекрыты каменными лавинами. В панике они решают, что единственный способ спастись — пересечь большое озеро на лодке.

Однако «вулканическая активность превратила озеро в кислоту», и, когда они пересекают озеро, на поверхности плавает мертвая рыба, и вскоре лодка начинает шипеть! Им просто удается выбраться на другой берег, и последнее, что мы видим, это пустая лодка, которая медленно исчезает под дымящимися водами! Существуют ли такие вещи, как «кислотные озера», и действительно ли лодка растворяется и тонет, как показано в фильме?

Быстрый поиск в Интернете показывает, что по всему миру существует огромное количество настоящих вулканических «кислотных озер». Они представляют собой отвратительную смесь агрессивных химикатов, и рядом с ними практически ничего не живет и не растет. Обычно они существуют в спящих вулканических кратерах, что сильно отличается от сцены, изображенной в фильме.

А как же лодка? Его производит компания Valcro, которая производит алюминиевые лодки. Алюминий также используется для изготовления кастрюль, велосипедов и самолетов. Алюминий по реакционной способности близок к магнию (вспомните, как ярко магний горит на воздухе), поэтому химически он может показаться довольно странным материалом для изготовления предметов домашнего обихода. Однако, как только алюминий подвергается воздействию воздуха, образуется слой оксида алюминия толщиной в нанометры. Это действует как защитный слой на поверхности металла, который трудно сдвинуть, но кислоты могут удалить его и после сильно реагировать.

Кислые озера образуются из таких газов, как SO ₂ , SO ₃ и HCl, которые поднимаются из недр Земли, растворяясь в воде и образуя сернистую, серную и соляную кислоты. Алюминий не реагирует легко с серной кислотой, потому что он становится пассивным, но HCl или смесь будут реагировать сильно.

В фильме видно, как вода в озере дымится — жарко. Обычно скорость реакции удваивается при повышении температуры на каждые 10°С. Если бы озеро было горячим, реакции кислоты с металлом значительно усилились бы. Если вы поместите кусок алюминиевой кухонной фольги в разбавленную HCl, ничего особенного не произойдет. Но если вы нагреете его, кислота сможет пройти через оксидный слой, и тогда он действительно начнет шипеть. Это очень похоже на то, что вы видите в фильме — в основном, вылетает множество пузырьков газообразного водорода!

Так что, если бы они попытались пересечь горячее кислотное озеро на алюминиевой лодке, я думаю, они могли бы отреагировать довольно быстро. Кислоты могли продырявить старую лодку (возможно, образовав глубокие царапины или ослабив заклепки, соединения и т. д. ), а затем внутрь могла попасть вода, и она действительно утонула.

Д-р Джонатан Хэйр, CSC, химический факультет Университета Сассекса, Брайтон BN1 9ET 

Эта статья была первоначально опубликована в The Mole

В древних кислых озерах могла быть жизнь.

Для первых микробных колонистов Земли земля была довольно непривлекательной. В океане химический состав и температура были относительно стабильными, а морская вода защищала от ультрафиолетового излучения. Для сравнения, малокислородная атмосфера только что обнажившейся земли давала слабую защиту. Микробам приходилось иметь дело с колеблющимися уровнями света, тепла, минералов и влаги.

Ученые нашли подходящее убежище от сурового земного ландшафта: кислотное озеро. В недавнем исследовании исследователи определили отложения, возраст которых насчитывает миллиарды лет, чтобы предположить сообщество микробов, которые приспособились к жизни в кислом озере, заполнявшем древний вулкан. Согласно исследованию, опубликованному в Письма по науке о Земле и планетах .

Исследователи определили «новую среду для ранней жизни, то есть кислые вулканические озера, и смогли определить конкретные организмы на основе их метаболизма», — сказал ведущий автор Андреа Аганги, профессор Высшей школы международных наук о ресурсах в Университете Акита. в Японии.

Находки могут помочь ученым узнать больше о древней жизни на Земле, а также помочь в поисках внеземной жизни в Солнечной системе. Подобные вулканические озера, которые образовались во время более влажной и вулканически активной части ранней истории Марса, например, тоже могли быть пристанищем для жизни, что дает астробиологам многообещающее новое место для поиска.

Определение камня чудес

Континентальная земля возникла в конце архея, между 3 и 2,5 миллиардами лет назад. Существует ряд микрофоссилий этого периода ранней истории Земли — архейские микрофоссилии гораздо реже, чем окаменелости животных — в основном в форме строматолитов, древних рифов, образованных цианобактериями. Подобные свидетельства древней жизни на суше, однако, очень редки: помимо потенциальной редкости земной жизни, тектоническая активность и цикл горных пород изменили многие наземные породы архея.

Одна из древнейших в мире корок находится в кратоне Каапвааль в Южной Африке, возраст которого составляет около 3 миллиардов лет, и в нем находится бассейн Витватерсранд, обширное месторождение золота, привлекавшее горняков с конца 19 века. Здесь находится группа Доминион, последовательность преимущественно вулканических пород, перемежающихся слоями отложений, богатых пирофиллитом, известным в местном масштабе как чудесный камень, мелкозернистой смесью светлого песчаника и мягкого, черного, богатого углеродом сланца.

Одной из первых вещей, которые сделала группа Аганджи, была идентификация отложений группы Доминион как земных. Они проанализировали образцы чудесного камня, взятые из трех мест.

Различить древние морские и неморские отложения сложно, но расположение вулканических пород в группе Доминион дало ключ к разгадке.

Различить древние морские и неморские отложения сложно, но расположение вулканических пород в группе Доминион дало ключ к разгадке. Когда лава быстро остывает в морской воде, она затвердевает в виде трубчатых образований, известных как подушечные структуры. Чудо-камень зажат между слоями вулканической породы, не имеющей подушечных структур, что позволяет предположить, что лава извергалась из океана на открытом воздухе. Авторы утверждают, что зажатый осадок тоже был отложен из океана, смыт потоком мути и осевший на дне озера.

Помимо наземного происхождения, южноафриканский чудо-камень обладает свойствами, обычно встречающимися в гидротермальных бассейнах в современных вулканических средах, таких как комплекс Йеллоустонской кальдеры. Эти свойства включают высокое содержание богатого алюминием ванадия, мышьяка и никеля.

«Это минералы, которые вы бы ассоциировали с горными породами, сильно измененными кислотами», — сказала Ева Штюкен, преподаватель Школы наук о Земле и окружающей среде Университета Сент-Эндрюс, не участвовавшая в исследовании. Если бы южноафриканские породы отложились в морской среде, морская вода, вероятно, нейтрализовала бы кислотность.

В совокупности данные, полученные из близлежащих вулканических пород и минерального состава, позволяют предположить, что изученные отложения образовались в кислом озере.

В поисках жизни

Горячие воды кислого озера с низким pH могли выщелачивать минералы из горных пород, предположили Аганджи и его коллеги. Этот процесс растворяет в воде питательные вещества, необходимые для биотической жизни, такие как фосфор и бор, и микроэлементы, такие как медь, селен и цинк.

«У вас есть вода, питательные вещества, энергия — это основные компоненты, которые люди обычно ищут в поисках жизни».

«У вас есть вода, питательные вещества, энергия — это основные компоненты, которые люди обычно ищут в поисках жизни», — сказал Аганджи.

Для поиска признаков жизни исследователи использовали изотопы углерода. Они обнаружили высокое содержание более легких изотопов в сланцах чудесного камня. Авторы пришли к выводу, что эта изотопная сигнатура предполагает, что углерод является органическим, поскольку она соответствует сигнатуре современного производства метана одноклеточными организмами, известными как археи. Сегодня эти стойкие микробы встречаются в экстремальных условиях, таких как гидротермальные источники, антарктические озера и даже в пищеварительной системе человека.

«Я бы подумал, что кислая среда с низким pH будет враждебной для жизни, но эти исследователи обнаружили хорошие тенденции в изотопах углерода», — сказал Илья Биндеман, профессор геохимии стабильных изотопов в Орегонском университете, который не участвовал в исследованиях. исследовать.

«Из всего этого мы можем сказать, что вполне возможно — хотя и не доказано окончательно — что микробы, циклирующие метан, жили в озерах на Земле, подверженных вулканическому влиянию, 3,1 миллиарда лет назад», — сказал Александр Бразиер, старший преподаватель геологии.