Vì sao đá núi lửa có thể nứt thành những cột gần hình lục giác?
Khám phá mở rộng – KHTN – phần Vật lý 8
Một số khối đá núi lửa nứt thành cột vì phần đá đã rắn co lại khi nguội, tạo ứng suất và mạng khe nứt phát triển vào trong khối. Tiết diện gần lục giác là một dạng thường gặp của mạng nứt ấy, không phải dấu vết các cột được đúc riêng rồi xếp cạnh nhau.
Phần ngoài nguội trước phần trong
Một khối dung nham mất nhiệt qua mặt trên, đáy và các cạnh theo những điều kiện khác nhau. Sau khi một vùng đã thành đá, nó vẫn còn có thể tiếp tục nguội và co.
Nếu một miếng vật liệu được co hoàn toàn tự do, chỉ đổi kích thước chưa chắc gây nứt. Trong khối đá liên tục, vùng co bị những vùng xung quanh ràng buộc; khác biệt nhiệt độ và tốc độ nguội tạo trạng thái ứng suất.
Khi điều kiện phá hủy đạt tới, khe nứt mở ra và giải phóng một phần ứng suất. Nó có thể dừng rồi tiến thêm khi quá trình nguội tiếp tục.
Mạng nứt tạo cột thay vì cắt bằng thước
Các khe trên vùng mặt nguội phân chia đá thành những miền đa giác. Khi hệ khe phát triển sâu hơn, những miền ấy kéo dài thành cột. Hướng cột liên quan hướng tiến của vùng nguội, nên không nhất thiết mọi cột đều đứng thẳng theo phương trọng lực.
Các mô hình và quan sát cho thấy hình học gần lục giác có thể giải phóng ứng suất hiệu quả. Nhưng đá thực có khác biệt vật liệu, tốc độ nguội và điều kiện biên, nên cũng có cột mang số cạnh khác hoặc hình không đều.
Hình ngoài không nói đá là một tinh thể duy nhất
Một cột đá lớn có thể chứa rất nhiều hạt và thành phần khoáng. Đường viền đa giác đang cho thông tin về quá trình nứt ở quy mô lớn hơn, không tự chứng minh cả cột là một tinh thể lục giác khổng lồ.
Nhìn cảnh quan theo cách này nối kiến thức nở–co vì nhiệt trong lớp học với một dấu vết địa chất. Tuy vậy, muốn biết lịch sử cụ thể của một địa điểm vẫn cần khảo sát đá và cấu trúc tại nơi ấy.
Hiểu lầm: cột nào không đủ sáu cạnh thì không thể hình thành do nguội. Lục giác là xu hướng thường gặp, không phải khuôn bắt buộc của tự nhiên.
Ghi nhớ: nguội không đều, co bị ràng buộc, ứng suất sinh khe, khe tiến tạo cột; hình học cảnh quan lưu dấu đường đi của nhiệt.
Đọc thêm
- Vì sao nung ấm vòng kim loại có thể giúp lắp nó vào trục?
- Vì sao kính cường lực nhiệt vỡ thành nhiều mảnh nhỏ?