Długie, złociste nitki unoszone przez wiatr nad zboczami Kīlauea wyglądają jak delikatne pasma włosów. W rzeczywistości są cienkimi włóknami szkła wulkanicznego, które powstają z rozciągniętych kropli bazaltowej lawy. Hawajczycy nazwali je „włosami Pele” – Pele’s hair – od Pele, bogini ognia i wulkanów. Piękne i niezwykle kruche, potrafią być jednocześnie całkiem niebezpieczne.
Jak lawa zmienia się we „włosy”?
„Włosy Pele” powstają przede wszystkim podczas erupcji bardzo płynnej, bazaltowej lawy. Fontanny lawowe, rozpryski i pękające pęcherzyki gazu wyrzucają w powietrze niewielkie porcje stopionej skały. Gdy krople są gwałtownie rozciągane – m.in. przez ruch powietrza i gazy wulkaniczne – mogą zamienić się w niezwykle cienkie włókna.
Materiał szybko stygnie i zastyga jako szkło wulkaniczne. Mechanizm można porównać do wyciągania bardzo cienkiej nitki z kropli gorącego, lepkiego szkła.
Włókna są zazwyczaj złociste lub żółtobrązowe, choć mogą mieć również ciemniejszą barwę. Według USGS pojedyncze włosy mają zwykle średnicę mniejszą niż 0,5 mm, a ich długość może dochodzić nawet do około 2 metrów.
„Włos” z kroplą na końcu
„Włosy Pele” często mają na jednym z końców charakterystyczną kroplę szkła. Takie niewielkie szkliste krople noszą nazwę łez Pele – Pele’s tears.
Obie formy są więc ze sobą bezpośrednio związane. Kropla płynnej lawy zostaje wyrzucona w powietrze i rozciągnięta. Jej część może zachować kształt kropli, podczas gdy pozostała część zostaje wyciągnięta w długą, cienką nić.
Sama nazwa wiąże te niezwykłe produkty erupcji z Pelehonuamea, hawajską boginią wulkanizmu i ognia. W popularnych opowieściach włókna przedstawia się jako jej włosy, a szkliste krople – jako łzy.
Wiatr zabiera je daleko od krateru
„Włosy Pele” są niezwykle lekkie. Wiatr z łatwością podrywa je z powierzchni i transportuje poza miejsce, w którym powstały. W rezultacie mogą tworzyć całe kłęby i maty zaczepione o skały, roślinność, ogrodzenia i inne przeszkody.
Podczas erupcji Kīlauea obserwowano ich nagromadzenia nawet w znacznej odległości od aktywnych otworów erupcyjnych. W 2018 roku USGS informował o „włosach Pele” niesionych przez wiatr z obszaru Halemaʻumaʻu i znajdowanych w miejscach położonych z wiatrem od krateru.
Ich obecność może być dla wulkanologów czymś więcej niż ciekawostką. Skład chemiczny szkła oraz uwięzionych w nim składników może dostarczać informacji o magmie i procesach zachodzących podczas erupcji.
Fot. James St. John, Wikimedia Commons
Piękne, ale lepiej ich nie dotykać
Wyglądają delikatnie i niewinnie, ale nie powinno się zbierać ich gołymi rękami. „Włosy Pele” są włóknami szkła, a przez to są bardzo kruche i łatwo rozpadają się na ostre fragmenty, które mogą wbijać się w skórę. Jeszcze większym problemem jest możliwość przedostania się drobnych włókien do oczu lub układu oddechowego.
Fot. Ed Shiinoki/National Park Service
Nie tylko na Hawajach
Choć nazwa pochodzi z Hawajów, samo zjawisko nie jest charakterystyczne wyłącznie dla Kīlauea. Włókniste szkliwo wulkaniczne może powstawać wszędzie tam, gdzie podczas odpowiedniego typu aktywności bardzo płynna lawa zostaje wyrzucona i rozciągnięta w powietrzu.
Formy typu „włosy Pele” obserwowano m.in. na Etnie we Włoszech, Masaya w Nikaragui i Erta Ale w Etiopii, a także podczas erupcji na Islandii. Islandczycy mają nawet własną nazwę na podobne wulkaniczne włókna – „nornahár”, czyli „włosy czarownic”.
Co mają „włosy Pele” do wełny skalnej?
„Włosy Pele” od dawna przyciągały uwagę badaczy i przemysłowców. Obserwacja naturalnych włókien szkła wulkanicznego pokazywała, że stopiona skała może zostać rozciągnięta w cienkie nici. Zjawisko obserwowane na Hawajach stało się jedną z inspiracji dla rozwoju technologii produkcji sztucznych włókien mineralnych.
Już w XIX wieku eksperymentowano z wytwarzaniem włókien ze stopionych skał i żużli, a ważny etap rozwoju technologii przypadł na lata 70. XIX wieku. W 1870 roku w Stanach Zjednoczonych rozpoczęto produkcję materiału określanego jako „mineral wool” z żużla wielkopiecowego.
Wulkan w fabryce
Współczesna produkcja wełny skalnej przypomina w pewnym sensie proces zachodzący podczas erupcji. Surowcami są odpowiednio dobrane skały i inne materiały mineralne. Mieszaninę topi się w temperaturze rzędu około 1500°C, uzyskując płynny stop przypominający lawę. Następnie trafia on na szybko obracające się urządzenia rozwłókniające, które przekształcają go w ogromną liczbę cienkich włókien.
Włókna są zbierane, dodaje się do nich odpowiednie spoiwa i formuje w maty lub płyty. Powstaje lekki, porowaty materiał o bardzo dobrych właściwościach termoizolacyjnych, akustycznych i przeciwpożarowych.
