Wulkany

Zagrożenia wulkaniczne

Zagrożenia wulkaniczne



Wiele rodzajów zagrożeń związanych jest z wulkanami


Lawa płynie

Jest to jeden z kilku strumieni lawy w Prince Avenue, przecinających las między skrzyżowaniami Raju i Orchidei. Strumień lawy ma około 3 metry szerokości. (Kalapana / Royal Gardens, Hawaje). Zdjęcie USGS. Powiększ obraz

Zagrożenia wulkaniczne

Wulkany mogą być ekscytujące i fascynujące, ale także bardzo niebezpieczne. Każdy rodzaj wulkanu może wywoływać szkodliwe lub śmiertelne zjawiska, zarówno podczas erupcji, jak i w okresie bezruchu. Zrozumienie, co może zrobić wulkan, jest pierwszym krokiem w łagodzeniu zagrożeń wulkanicznych, ale ważne jest, aby pamiętać, że nawet jeśli naukowcy badali wulkan od dziesięcioleci, niekoniecznie wiedzą wszystko, do czego jest zdolny. Wulkany są systemami naturalnymi i zawsze mają pewien element nieprzewidywalności.

Wulkanolodzy zawsze pracują, aby zrozumieć, jak zachowują się zagrożenia wulkaniczne i co można zrobić, aby ich uniknąć. Oto kilka najczęstszych zagrożeń i niektóre ze sposobów ich powstawania i zachowania. (Należy pamiętać, że jest to wyłącznie źródło podstawowych informacji i nie powinno być traktowane jako przewodnik przetrwania przez osoby mieszkające w pobliżu wulkanu. Zawsze słuchaj ostrzeżeń i informacji wydawanych przez lokalnych wulkanologów i władze cywilne).

Lawa płynie

Lawa to stopiona skała wypływająca z wulkanu lub wulkanicznego otworu wentylacyjnego. W zależności od składu i temperatury lawa może być bardzo płynna lub bardzo lepka (lepka). Przepływy płynów są cieplejsze i poruszają się najszybciej; mogą tworzyć strumienie lub rzeki lub rozprzestrzeniać się w krajobrazie w płatach. Lepkie przepływy są chłodniejsze i przemieszczają się na krótsze odległości, i czasami mogą gromadzić się w lawowych kopułach lub zatyczkach; załamania się frontów lub kopuł przepływowych mogą tworzyć piroklastyczne prądy gęstości (omówione później).

Osobie pieszej można łatwo uniknąć większości przepływów lawy, ponieważ nie poruszają się one znacznie szybciej niż prędkość chodzenia, ale przepływu lawy zwykle nie można zatrzymać ani zmienić. Ponieważ przepływy lawy są niezwykle gorące - między 1 000 a 2 000 ° C (1 800 - 3 600 ° F) - mogą powodować poważne oparzenia i często niszczą roślinność i struktury. Lawa wypływająca z otworu wentylacyjnego wytwarza również ogromną presję, która może zmiażdżyć lub pogrzebać wszystko, co przetrwa spalone.

Prądy gęstości piroklastycznej

Złoża piroklastyczne obejmujące stare miasto Plymouth na karaibskiej wyspie Montserrat.

Przepływy piroklastyczne

Przepływ piroklastyczny w Mount St. Helens, Waszyngton, 7 sierpnia 1980 r. Zdjęcie USGS. Powiększ obraz

Prądy gęstości piroklastycznej

Piroklastyczne prądy gęstości są wybuchowym zjawiskiem wybuchowym. Są to mieszanki sproszkowanej skały, popiołu i gorących gazów i mogą poruszać się z prędkością setek mil na godzinę. Prądy te mogą być rozcieńczone, jak w skokach piroklastycznych, lub skoncentrowane, jak w przepływach piroklastycznych. Są napędzane grawitacją, co oznacza, że ​​spływają ze zboczy.

Skok piroklastyczny to rozcieńczony, turbulentny prąd o gęstości, który zwykle powstaje, gdy magma oddziałuje wybuchowo z wodą. Operacje mogą przemieszczać się nad przeszkodami, takimi jak ściany doliny, i pozostawiać cienkie osady popiołu i skał, które zasłaniają topografię. Przepływ piroklastyczny jest skoncentrowaną lawiną materiału, często od zawalenia się kopuły lawy lub kolumny erupcyjnej, która tworzy ogromne złoża o wielkości od popiołu do głazów. Przepływy piroklastyczne częściej podążają dolinami i innymi depresjami, a ich złoża wypełniają tę topografię. Czasami jednak górna część piroklastycznej chmury przepływowej (która jest głównie popiołem) odrywa się od przepływu i podróżuje samodzielnie jako przypływ.

Prądy gęstości piroklastycznej wszelkiego rodzaju są śmiertelne. Mogą podróżować na krótkie odległości lub setki mil od źródła i poruszać się z prędkością do 1000 km / h (650 mil / h). Są bardzo gorące - do 400 ° C (750 ° F). Prędkość i siła piroklastycznego prądu gęstości, w połączeniu z jego ciepłem, oznaczają, że te zjawiska wulkaniczne zwykle niszczą wszystko na swojej drodze, poprzez spalanie, kruszenie lub oba. Wszystko, co zostanie złapane w prąd piroklastyczny, zostanie poważnie spalone i uderzone przez szczątki (w tym resztki tego, co przepłynie). Nie ma innego sposobu na uniknięcie piroklastycznego prądu gęstości niż nieobecność go, kiedy to się stanie!

Jednym niefortunnym przykładem zniszczenia spowodowanego przez prądy piroklastyczne jest opuszczone miasto Plymouth na karaibskiej wyspie Montserrat. Kiedy w 1996 roku wulkan Soufrière Hills zaczął gwałtownie wybuchać, prądy gęstości piroklastycznej z chmur erupcyjnych i zapadających się kopuł lawowych wędrowały dolinami, w których wiele osób miało swoje domy, i zatopiły miasto Plymouth. Ta część wyspy została odtąd uznana za strefę zakazu wjazdu i ewakuowana, chociaż nadal można zobaczyć pozostałości budynków, które zostały przewrócone i zakopane, oraz przedmiotów, które zostały stopione przez ciepło prądów piroklastycznych .

Upadki piroklastyczne

Mount Pinatubo, Filipiny. Widok samolotu World Airways DC-10 na ogon z powodu ciężaru popiołu z 15 czerwca 1991 r. Morska stacja lotnicza Cubi Point. Zdjęcie USN R. L. Rieger. 17 czerwca 1991. Powiększ obraz

Upadki piroklastyczne

Upadki piroklastyczne, zwane również opadem wulkanicznym, występują, gdy tefra - rozdrobniona skała o wielkości od mm do dziesiątek cm (ułamków cali na stopy) - zostaje wyrzucona z wulkanicznego otworu wentylacyjnego podczas erupcji i spada na ziemię w pewnej odległości od kratka wentylacyjna. Upadki są zwykle związane z erupcyjnymi kolumnami Plinian, chmurami popiołu lub pióropuszami wulkanicznymi. Tefra w piroklastycznych złożach opadowych mogła zostać przetransportowana tylko w niewielkiej odległości od otworu wentylacyjnego (kilka metrów do kilku kilometrów) lub, jeśli zostanie wstrzyknięta do górnej atmosfery, może okrążyć glob. Każdy rodzaj piroklastycznego złoża opadnie na krajobraz lub okryje się nim i zmniejszy zarówno rozmiar, jak i grubość, im dalej od źródła.

Upadki Tefry zwykle nie są bezpośrednio niebezpieczne, chyba że dana osoba jest wystarczająco blisko wybuchu, aby zostać uderzonym przez większe fragmenty. Skutki upadków mogą być jednak. Popiół może stłumić roślinność, zniszczyć ruchome części w silnikach i silnikach (szczególnie w samolotach) oraz zarysować powierzchnie. Scoria i małe bomby mogą rozbijać delikatne przedmioty, wgniatać metale i osadzać się w drewnie. Niektóre upadki piroklastyczne zawierają toksyczne chemikalia, które mogą być wchłaniane przez rośliny i lokalne źródła wody, które mogą być niebezpieczne zarówno dla ludzi, jak i zwierząt. Głównym niebezpieczeństwem piroklastycznych upadków jest ich ciężar: tefra dowolnej wielkości składa się ze sproszkowanej skały i może być bardzo ciężka, szczególnie jeśli zostanie zamoczona. Większość szkód spowodowanych przez upadki powstaje, gdy mokry popiół i śmieci na dachach budynków powodują ich zawalenie.

Materiał piroklastyczny wstrzykiwany do atmosfery może mieć zarówno globalne, jak i lokalne konsekwencje. Kiedy objętość chmury erupcyjnej jest wystarczająco duża, a chmura rozprzestrzenia się wystarczająco daleko przez wiatr, materiał piroklastyczny może faktycznie blokować światło słoneczne i powodować tymczasowe chłodzenie powierzchni Ziemi. Po erupcji Góry Tambora w 1815 r. Tyle piroklastycznych materiałów dotarło i pozostało w atmosferze ziemskiej, że globalne temperatury spadły średnio o około 0,5 ° C (~ 1,0 ° F). Spowodowało to występowanie ekstremalnych warunków pogodowych na całym świecie i doprowadziło do tego, że rok 1816 był znany jako „Rok bez lata”.

Lahars

Duży głaz noszony w przepływie Lahar, Muddy River, na wschód od Mount St. Helens, Waszyngton. Geolodzy dla skali. Zdjęcie: Lyn Topinka, USGS. 16 września 1980 r. Powiększ obraz

Lahars

Lahary to swoisty rodzaj błota składającego się z odpadów wulkanicznych. Mogą powstać w wielu sytuacjach: gdy zawali się mały zbocze, zbierają wodę w drodze w dół wulkanu, poprzez gwałtowne topnienie śniegu i lodu podczas erupcji, od silnych opadów deszczu na luźnych szczątkach wulkanicznych, kiedy wulkan wybucha przez jezioro kraterowe, lub gdy jezioro kraterowe drenuje z powodu przelewu lub zawalenia się ściany.

Lahary płyną jak ciecze, ale ponieważ zawierają zawieszony materiał, zwykle mają konsystencję podobną do mokrego betonu. Płyną w dół i będą podążać za zagłębieniami i dolinami, ale mogą się rozprzestrzeniać, jeśli osiągną płaski teren. Lahars mogą podróżować z prędkością ponad 80 km / h (50 mil / h) i osiągać odległości dziesiątek mil od swojego źródła. Jeśli powstały w wyniku wybuchu wulkanu, mogą zatrzymać wystarczająco dużo ciepła, aby nadal pozostawać w zakresie 60–70 ° C (140–160 ° F), kiedy zatrzymają się.

Lahary nie są tak szybkie ani gorące jak inne zagrożenia wulkaniczne, ale są niezwykle niszczycielskie. Będą albo buldożerować, albo zakopywać cokolwiek na swojej drodze, czasem w depozytach o grubości kilkudziesięciu stóp. Cokolwiek nie wydostanie się ze ścieżki lahara, zostanie zmiecione lub pochowane. Lahary mogą jednak zostać wcześniej wykryte przez monitory akustyczne (dźwiękowe), które dają ludziom czas na osiągnięcie wysokiego poziomu; czasami mogą być również kierowane z dala od budynków i ludzi przez betonowe bariery, chociaż nie można ich całkowicie zatrzymać.

Gazy

Jezioro Nyos, Kamerun, uwolnienie gazu 21 sierpnia 1986 r. Martwe bydło i otaczające je związki w wiosce Nyos. 3 września 1986 r. Zdjęcie USGS. Powiększ obraz

Dwutlenek siarki

Emitujący dwutlenek siarki z fumaroli Banków Siarki na szczycie wulkanu Kilauea na Hawajach. Prawa autorskie do zdjęć Jessica Ball. Powiększ obraz

Gazy

Gazy wulkaniczne są prawdopodobnie najmniej efektowną częścią wybuchu wulkanu, ale mogą być jednym z najbardziej śmiercionośnych skutków wybuchu. Większość gazu uwalnianego podczas erupcji to para wodna (H2O) i stosunkowo nieszkodliwe, ale wulkany wytwarzają również dwutlenek węgla (CO2), dwutlenek siarki (SO2), siarkowodór (H2S), fluorowy gaz (F2), fluorowodór (HF) i inne gazy. Wszystkie te gazy mogą być niebezpieczne - nawet śmiertelne - w odpowiednich warunkach.

Dwutlenek węgla nie jest trujący, ale wypiera normalne powietrze zawierające tlen, jest bezwonny i bezbarwny. Ponieważ jest cięższy od powietrza, gromadzi się w depresjach i może udusić ludzi i zwierzęta, które wędrują do kieszeni, w których wyparło normalne powietrze. Może się również rozpuszczać w wodzie i gromadzić na dnie jeziora; w niektórych sytuacjach woda w tych jeziorach może nagle „wybuchnąć” ogromnymi bąbelkami dwutlenku węgla, zabijając roślinność, zwierzęta gospodarskie i mieszkających w pobliżu ludzi. Tak było w przypadku obalenia jeziora Nyos w Kamerunie w Afryce w 1986 r., Gdzie wybuch CO2 z jeziora udusiło się ponad 1700 osób i 3500 zwierząt w pobliskich wioskach.

Dwutlenek siarki i siarkowodór są gazami na bazie siarki i, w przeciwieństwie do dwutlenku węgla, mają wyraźny kwaśny zapach zgniłych jaj. WIĘC2 może łączyć się z parą wodną w powietrzu, tworząc kwas siarkowy (H2WIĘC4), żrący kwas; H.2S jest również bardzo kwaśny i wyjątkowo trujący nawet w niewielkich ilościach. Oba kwasy podrażniają tkanki miękkie (oczy, nos, gardło, płuca itp.), A gdy gazy wytwarzają kwasy w wystarczających ilościach, mieszają się z parą wodną, ​​tworząc mgłę lub mgłę wulkaniczną, która może być niebezpieczna dla oddychania i powodować uszkodzenie płuc i oczu. Jeśli aerozole na bazie siarki dostaną się do górnej atmosfery, mogą blokować światło słoneczne i zakłócać działanie ozonu, co ma zarówno krótko-, jak i długoterminowy wpływ na klimat.

Jednym z najgorszych, choć rzadziej spotykanych gazów uwalnianych przez wulkany, jest gaz fluorowy (F.2). Gaz ten jest żółtawo-brązowy, żrący i wyjątkowo trujący. Jak CO2, jest gęstszy od powietrza i ma tendencję do gromadzenia się na niskich obszarach. Jego kwas towarzyszący, fluorowodór (HF), jest wysoce żrący i toksyczny, powoduje straszne oparzenia wewnętrzne i atakuje wapń w układzie kostnym. Nawet po rozproszeniu widocznego gazu lub kwasu fluor może zostać wchłonięty przez rośliny i może być w stanie zatruć ludzi i zwierzęta przez długi czas po wybuchu. Po erupcji Laki w Islandii w 1783 r. Zatrucie fluorem i głód spowodowały śmierć ponad połowy zwierząt hodowlanych w kraju i prawie jednej czwartej populacji.

Zasoby zagrożeń wulkanicznych
Bardintzeff, J.-M. i McBirney, A.R., 2000, Volcanology: Massachusetts, Jones & Bartlett Publishers, 268 str.
Schminke, H.-U., 2004, Volcanism: Berlin, Springer, 324 str.
McNutt, S.R., Rymer, H., i Stix, J. (redaktor), 1999, Encyclopedia of Volcanoes: San Diego, CA Academic Press, 1456 str.
Gates, A.E. i Ritchie, D., 2007, Encyclopedia of Earthquakes and Volcanoes, trzecie wydanie: New York, NY, Checkmark Books, 346 str.

O autorze

Jessica Ball jest absolwentką Wydziału Geologii na State University of New York w Buffalo. Koncentruje się na wulkanologii, a obecnie bada zapadnięcia się kopuły lawy i przepływy piroklastyczne. Jessica uzyskała tytuł Bachelor of Science w College of William and Mary i pracowała przez rok w American Geological Institute w programie Education / Outreach. Pisze także blog Magma Cum Laude, a w wolnym czasie lubi wspinać się na skale i grać na różnych instrumentach strunowych.


Obejrzyj wideo: Prawdopodobnie najpotężniejszy wybuch wulkanu w dziejach ludzkości! Atlantyda