Tartalom
- Mérlegek a természetes eseményekhez
- Robbanásveszélyes kitörések mérése
- A VEI skála lépései
- Milyen kitörés volt a legmagasabb VEI?
- A nagy kitörések gyakorisága
- Az Ejecta mennyiségek becslése
- Miért áll le a skála a VEI 8-on?
Vulkáni robbanékonysági index: A fenti ábrán szereplő gömbök a legszélesebb körben ismert robbanásveszélyes vulkáni kitöréseknél kitörött tefra mennyiségét mutatják. Noha a legtöbb ember úgy véli, hogy Vesuvius (Kr. E. 79 - Pompeii-kitörés), a Szent Helen-hegy (1980) és a Pinatubo-hegy (1991) óriási, ők nagyon kicsi az ősi kitörésekhez, például Wah Wah Springs, Toba, Yellowstone, vagy a Long Valley Caldera.
Vulkáni robbanékonysági index: A vulkáni robbanékonysági indexet a kitörés során képződött teframennyiség határozza meg. Az ábrán szereplő gömbök az index egyes lépéseihez viszonyított méret-összehasonlítást adnak.
Mérlegek a természetes eseményekhez
A természeti események méretének vagy erősségének mérése mindig is kihívást jelentett a természettudósok számára. Kidolgozták a Richter-magnitúdó skálát a földrengés által kibocsátott energia mennyiségének becslésére, a Saffir-Simpson skálát a hurrikánok potenciáljának becslésére, valamint a Fujita skálát a hurrikánok intenzitásának értékelésére. Ezek a skálák értékesek a különféle események összehasonlításához és a különböző méretű események által okozott károk megértéséhez.
A vulkánkitörés erősségének mérése sokkal nagyobb kihívást jelent, mint a szélsebesség-adatok gyűjtése vagy a talajmozgás mérése műszerrel. A vulkáni kitörések különféle típusú termékeket eredményeznek, különböző időtartamúak és különböző módon fejlődnek. Probléma az is, hogy egyes kitörések robbanásveszélyesek (a szikla anyagokat robbantják el a szellőzőnyílásból), míg más kitörések kilépnek (olvadt kőzet áramlik a szellőzőnyílásból).
Újraegység kitörés: Kitörési felhő a Redoubt vulkánból a Kenai-félszigetről nézve. Ez a kitörés 1989. december 14-től 1990. június 20-ig tartott. Csak VEI volt. 3. A Toba körülbelül 10 000-szer robbanóbb volt. Fotó: R. Clucas, 1990. április 21.. USGS kép. Nagyít. Több információ.
Robbanásveszélyes kitörések mérése
Chris Newhall, az Egyesült Államok Geológiai Szolgálata és Stephen Self, a Hawaii Egyetemen 1982-ben dolgozták ki a Vulkáni Explosivity Indext (VEI). Ez egy relatív skála, amely lehetővé teszi a robbanásveszélyes vulkánkitörések összehasonlítását. Nagyon értékes, mert felhasználható mind a legutóbbi kitörésekhez, amelyeket a tudósok tanúi voltak, mind a történelmi kitörésekhez, amelyek több ezer millió millió évvel ezelőtt történt.
A vulkán robbanékonysági mutatójának meghatározására használt elsődleges kitörési jellemző a vulkán által kibocsátott piroklasztikus anyag térfogata. A piroklasztikus anyag magában foglalja a vulkanikus hamu, a tephra, a piroklasztikus áramlásokat és más típusú ejektákat. A kitörési oszlop magasságát és a kitörés időtartamát szintén figyelembe kell venni a VEI szintnek a kitöréshez történő hozzárendelésekor.
Összefüggő: Vulkáni veszélyek
Wah Wah Springs: Eric Christiansen és Myron Best of Brigham Youngi Egyetem a Wah Wah Springs kitörését alátámasztó bizonyítékokkal magyarázza az egyik legnagyobb ismert, ha nem a legnagyobb, robbanásveszélyes vulkáni kitörést.
Fish Canyon Tuff: Újabb VEI 8 kitörés, amelyet a riválisok, Wah Wah Springs, körülbelül 28 millió évvel ezelőtt történt a mai délnyugati részén, Coloradoban. A La Garita Caldera-i kitörés eredményeként a Fish Canyon Tuff, egy dacit ignimbrite, eredeti becsült mennyisége körülbelül 5000 köbkilométer! Kép: USGS. Nagyítás / képforrás.
A VEI skála lépései
A VEI skála 0-nál kezdődik olyan kitörések esetén, amelyek kevesebb mint 0,0001 köbkilométer kilométert eredményeznek. Ezen kitörések nagy része nagyon kicsi. Néhányan azonban inkább "kilépő", nem pedig "robbanásveszélyes". Az ürítő kitörésekre jellemző, hogy a láva a szellőzőnyílásból áramlik, ahelyett, hogy a szellőzőnyílásból robbantanák volna az ejektát.
A VEI 1 névleges kitörései 0,0001 és 0,001 köbkilométer kilométert eredményeznek. A VEI 1 felett a skála logaritmikusvá válik, azaz a skála minden lépése a kiszállított anyag mennyiségének 10-szeres növekedését jelzi. A VEI 2 kitörések 0,001 és 0,01 köbkilométernyi kilökődő anyagot eredményeznek. A VEI 3 kitörései 0,01 és 0,1 köbkilométernyi kilökődés eredményei. A skála előrehaladását a VEI 0-ról a VEI 8-ra az ezen az oldalon látható ábra mutatja.
A skála minden egyes lépésével, amely 10x-es robbanásszerű növekedést mutat, a VEI 5 nagyjából tízszer robbanékonyabb, mint a VEI 4. A skála két lépése a robbanásképesség 100-szorosának növekedése. Például egy VEI 6 nagyjából 100-szor robbanékonyabb, mint a VEI 4. A VEI 8 egymilliószor robbanásveszélyesebb, mint a VEI 2. Mindez az ejecta térfogatán alapul.
Mivel a skála mindegyik lépése a kidobott anyag tízszeres növekedése, óriási különbség van a kitörés méretében egy lépés alsó végén és a kitörés egy lépés legmagasabb végén. Ezért gyakran adnak egy "+" jelet a kitöréseknek, amelyekről ismert, hogy lépéseik felső részén vannak. Például a Katla kitörését Izland déli részén, 1918. október 12-én a VEI 4+ besorolásra értékelték, mert a kitörés nagyon erős VEI 4 volt.
Wah Wah Springs: Eric Christiansen és Myron Best of Brigham Youngi Egyetem a Wah Wah Springs kitörését alátámasztó bizonyítékokkal magyarázza az egyik legnagyobb ismert, ha nem a legnagyobb, robbanásveszélyes vulkáni kitörést.
Toba kitörési hely: Körülbelül 73 000 évvel ezelőtt a Toba néven ismert vulkán tört ki Szumátra szigetén, Indonéziában. Ez volt az egyik legnagyobb vulkáni kitörés, amelyet a jelenlegi bizonyítékokkal lehet dokumentálni. Úgy gondolják, hogy a robbantások indiai területeket erdőirttak - mintegy 3000 mérföld távolságban -, és körülbelül 2600 köbkilométer vulkáni törmeléket bocsátottak ki. Ma a kráter a világ legnagyobb vulkáni tó - körülbelül 100 kilométer hosszú és 35 kilométer széles. A kép a NASA Landsat Geocover 2000 adatainak felhasználásával készült.
Milyen kitörés volt a legmagasabb VEI?
Körülbelül ötven kitörés volt a VEI 8 besorolása, mert úgy gondolják, hogy csodálatos 1000 köbkilométer vagy annál nagyobb kilökődést eredményeztek. Ez tömörítetlen, tíz kilométer hosszú, tíz kilométer széles és tíz kilométer mély ejecta tömeg lenne. A 47 VEI 8 helység közül három azonosított Toba (74 000 évvel ezelőtt), Yellowstone (640 000 évvel ezelőtt) és a Taupo-tó (26 500 évvel ezelőtt) történt kitörések.
A VEI 8 kitörése a legnagyobb ismert ejecta mennyiséggel a Wah Wah Springs kitörése, amely a jelenlegi Utah államban, körülbelül 30 millió évvel ezelőtt történt. A becslések szerint körülbelül egy hét alatt több mint 5500 köbkilométer kilométert produkáltak.
A Paraná és az Etendeka csapdáiban lévő kitörés (ek) kitörési volumene több mint 2,6 millió köbkilométer volt. Úgy gondolják azonban, hogy ezek folyékony bazalt lávát kibocsátó kitörések, nem pedig ejektát okozó robbanásképes kitörések. A Paraná és az Etendeka kitörés körülbelül 128-138 millió évvel ezelőtt történt. Láva folyik Brazília keleti részétől Namíbia és Angola nyugati részeire. Ezek akkor fordultak elő, amikor Afrika és Dél-Amerika összekapcsolódtak.
Összefüggő: A vulkáni kitörések típusai
Mount Helens-kitörés: A St. Helens-hegység 1980. május 18-i kitörését a legtöbb ember hatalmas kitörésnek tartotta. A robbantás eltávolította a hegy felső 400 méterét, egy 62 négyzetkilométer hosszú törmeléklavinát váltott ki, és körülbelül 600 négyzetkilométer területeken leverte a fákat. Ez a kitörés VEI 4. A Toba, a VEI 8-on, körülbelül 10 000-szer volt robbanásveszélyes. Kép: USGS.
A nagy kitörések gyakorisága
A legtöbb természeti eseményhez hasonlóan a kis vulkáni kitörések nagyon gyakoriak, a nagy kitörések pedig nagyon ritkák. Az Egyesült Államok Földtani Felméréséből balra található adatok összefoglalják a különböző VEI besorolások relatív kitörési gyakoriságát. Világosan megmutatja a magas VEI-kitörések ritkaságát, de bemutatja, hogy ezek lehetséges események.
Az ezen a lapon látható oszlopdiagram a különböző VEI besorolások gyakoriságát foglalja össze a Smithsonian Intézet Globális Vulkanizmus Programjának adatai alapján, kb. 10 000 évvel ezelőtt és 1994 között történt kitörésekkel kapcsolatban. Csak a VEI 7 kitöréseit dokumentálták, ám ezek több mint három ezer VEI 2 esemény történt. Szerencsére a nagyon nagy kitörések nagyon ritkák események.
VEI vs kitörés gyakorisága: Ez a táblázat megmutatja, hogy a kisebb, kevésbé robbanásveszélyes kitörések sokkal gyakoribbak, mint a nagy kitörések. A diagram elkészítéséhez felhasznált adatok a Smithsonian Intézet Global Volcanism Program adatbázisából származnak. Ez az adatbázis tartalmaz rögzített és történelmi kitöréseket, amelyek körülbelül 10 000 évvel ezelőtt és 1994 között történt.
Az Ejecta mennyiségek becslése
Robbanásveszélyes kitörés esetén az ejektát a robbantás erő és a szél terjeszti. Ez jellemzően a forrás közelében a legvastagabb, és a távolság függvényében csökken a vastagsága.
A mai kitörésekkel a megfigyelők sokféle helyről összeállíthatják a hamuvastagsági jelentéseket és elkészíthetik a hamuvastagság kontúr térképét. Ezek az adatok felhasználhatók az ejecta mennyiségének becslésére.
A pontos becslések nehezebbé válnak, ha a kitörés távoli térségben következik be, és nagyon nehéz, ha a kitörés egy szigeten történik, amely nagy távolságban van a többi szigetől vagy a szárazföldi tömegektől. Ezekben a helyzetekben a kitörési felhő mérete és a kitörés időtartama kombinálható a hamulerakódási adatokkal a VEI besoroláshoz.
Hasonló becslési problémák merülnek fel az ősi kitörések ejecta-térfogatainak kiszámításakor. Az Ejecta könnyen erodálódik, és gyakran fiatalabb anyagok borítják őket. Ezekben a helyzetekben "legjobb becsléseket" kell készíteni. Ha nehéz a VEI-számot hozzárendelni, gyakran egy kérdőjelet adnak a számhoz a bizonytalanság jelzésére. Például a Global Volcanism Project felsorolja Italys Vesuvius október 24-i, október 24-i kitörésének VEI-jét "5?" -Ként. mert nem áll rendelkezésre elegendő adat ahhoz, hogy biztos lehessen a számban.
Miért áll le a skála a VEI 8-on?
A legnagyobb robbanásveszélyes kitöréseket, amelyeket eddig dokumentáltak, a VEI 8-on értékelték. Előfordulhatnak-e Toba, Yellowstone és más VEI 8 eseménynél nagyobb kitörések? Képes-e a Föld olyan robbanást előidézni, amely képes elindítani a VEI 9 kitörésének értékeléséhez szükséges 10 000 köbkilométer kilométert?
Lehetséges, hogy létezik bizonyíték a VEI 9 kitörésére, és el van temetve a geológiai nyilvántartásba. Az ilyen nagy kitörések nagyon ritkák események, de lehetetlen azt mondani, hogy ilyen nagy kitörések soha nem fordultak elő. Ha a jövőben olyan nagy kitörés fordul elő, ez jelentős veszélyt jelent a Föld életére.
Szerző: Hobart M. King, Ph.D.