Некоторые камни действительно могут плавать. Самый известный пример – пемза, лёгкая вулканическая порода с множеством пор. Если внутри сохраняется достаточно газа и средняя плотность куска ниже плотности воды, выталкивающая сила удерживает его на поверхности.
Пемза не обязательно плавает вечно. Вода постепенно проникает в часть пор, камень становится тяжелее и может утонуть.
Почему обычные камни тонут
На погружённое тело действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной воды. Если средняя плотность тела больше плотности воды, его вес оказывается сильнее, и оно опускается на дно.
Гранит, базальт, кварц и большинство других распространённых пород значительно плотнее воды. Их небольшие трещины и неровности не содержат столько газа, чтобы изменить общую плотность целого куска.
Форма сама по себе не делает сплошной камень плавучим. Плоский обломок можно заставить несколько раз отскочить от поверхности при правильном броске, но после потери скорости он всё равно утонет.
Как образуется пемза
Пемза появляется при извержении богатой газами магмы. Пока расплав находится под давлением, газы частично растворены в нём. При подъёме к поверхности давление падает, и газ выделяется в виде пузырьков, подобно углекислому газу при открывании бутылки газированного напитка.
Если пенистая лава быстро охлаждается, стенки пузырьков застывают. Получается твёрдая порода с огромным количеством полостей, которые геологи называют везикулами. Каменный материал вокруг пор остаётся плотнее воды, но весь кусок вместе с газом может иметь меньшую среднюю плотность.
Пемза чаще образуется из вязкой магмы, способной удерживать множество пузырьков до застывания. Её цвет бывает белым, серым, желтоватым, коричневым или почти чёрным в зависимости от состава.
Почему не вся пористая лава плавает
Для плавучести важно не только количество пор, но и их устройство. Если полости соединены между собой и легко заполняются водой, газ быстро вытесняется, и порода тонет.
Шлак, или скорий, тоже имеет пузырчатое строение, но обычно плотнее пемзы и часто обладает открытыми связанными порами. Даже очень лёгкая на вид порода не обязана держаться на воде.
Размер куска также не даёт однозначного ответа. Большая глыба пемзы может плавать, если её средняя плотность мала, а небольшой плотный обломок сразу опустится на дно.
Почему пемза со временем тонет
Вода постепенно проникает в поры через трещины и связанные каналы. Воздух растворяется или вытесняется, масса куска возрастает, а объём почти не меняется. Когда средняя плотность становится выше плотности воды, пемза тонет.
Скорость зависит от размера и формы пор, трещин, температуры воды и состояния поверхности. Один кусок утонет быстро, другой способен дрейфовать месяцами или дольше.
Иногда намокшая пемза после высыхания снова плавает. Если вода вышла из пор и их занял воздух, средняя плотность уменьшилась. Но повреждённый или полностью пропитавшийся кусок может вести себя иначе.
Что такое пемзовые плоты
Подводное или островное извержение способно выбросить в море огромное количество плавающей пемзы. Течения и ветер собирают обломки в широкие скопления, называемые пемзовыми плотами.
Это не единая каменная платформа, а множество отдельных кусков на поверхности. Они могут покрывать большие площади, мешать судоходству и переносить прикрепившиеся организмы на значительные расстояния. Постепенно плот рассеивается, а часть камней насыщается водой и тонет.
Появление такой породы связано с выходом газов из магмы. Сам механизм вулканической активности объясняет статья «Почему извергается вулкан?».
Камень растёт или только плавает
Плавучесть пемзы не связана с жизнью или размножением. Это результат соотношения массы, объёма и количества газа в порах. Другие необычные изменения минералов и горных пород разобраны в материале «Размножаются ли камни и почему некоторые из них растут».
Иногда за плавающий камень принимают кусок искусственного пористого материала, шлак, высохшую глину или обломок с прикреплённой древесиной. Проверить породу только по плавучести нельзя: важны текстура, происхождение и минеральный состав.
Короткий ответ
В воде плавает прежде всего пемза – вулканическая порода, заполненная множеством газовых полостей. Газ уменьшает среднюю плотность куска, поэтому вода удерживает его на поверхности. По мере заполнения пор водой пемза становится тяжелее и нередко тонет.
