Vulkáni veszélyek Lávaáramok, Lahárok, gázok, piroklasztika

Tartalom

• Vulkáni veszélyek
• Láva áramlik
• Pyroclastic sűrűségáramok
• Pyroclastic vízesés
• vulkáni krátertavak természetes gátjainak
• gázok
• A szerzőről

Ez a Prince Avenue áramlásának számos lávafolyása, amely a Paradicsom és az Orchidea keresztező utca közötti erdőn szeletelkedik. A lávafolyam kb. 3 méter (10 láb) széles. (Kalapana / Királyi Kertek, Hawaii). Kép: USGS. Kép nagyítása

Vulkáni veszélyek

A vulkán izgalmas és izgalmas, de nagyon veszélyes is lehet. Bármilyen vulkán képes káros vagy halálos jelenségeket létrehozni, akár kitörés, akár nyugalmi időszak alatt. Az, hogy megértjük, mit tehet a vulkán, a vulkáni veszélyek enyhítésének első lépése, de fontos megjegyezni, hogy még akkor is, ha a tudósok évtizedek óta tanulmányozták a vulkánt, nem feltétlenül tudnak mindent, amelyre képes. A vulkánok természetes rendszerek, amelyek mindig megjósolhatatlanok.

A vulkanológusok mindig azon dolgoznak, hogy megértsék, hogyan viselkednek a vulkáni veszélyek, és mit lehet tenni ezek elkerülése érdekében. Íme néhány a leggyakoribb veszélyekről, valamint a kialakulásuk és viselkedésük néhány módjáról. (Felhívjuk figyelmét, hogy ez csak alapvető információ forrása, és a vulkán közelében élőknek nem szabad túlélési útmutatóként kezelni. Mindig hallgassa meg a helyi vulkángológusok és a polgári hatóságok figyelmeztetéseit és információkat.)

Láva áramlik

A láva olvadt kőzet, amely egy vulkánból vagy vulkáni nyílásból kifolyik. Összetételétől és hőmérséklettől függően a láva nagyon folyékony vagy nagyon ragacsos (viszkózus) lehet. A folyadékáramok melegebbek és a leggyorsabban mozognak; patakokat vagy folyókat képezhetnek, vagy lebenyekre terítik a tájat. A viszkózus áramlások hűvösebbek és rövidebb távolságokon haladnak, és időnként láva kupolákká vagy dugassá alakulhatnak fel; az áramlási homlokzatok vagy kupolák összeomlásai piroklasztikus sűrűségáramot képezhetnek (később tárgyaljuk).

A legtöbb lávaáramot az ember gyalog könnyen elkerülheti, mivel sokkal gyorsabban nem mozog, mint a gyaloglás sebessége, de a lávaáramlást általában nem lehet megállítani vagy elterelni. Mivel a lávaáramlás rendkívül forró - 1000–2000 ° C (1800–300 ° F) között -, súlyos égési sérüléseket okozhat, és gyakran elégetheti a növényzetet és a szerkezeteket. A szellőzőnyílásból feláramló láva óriási nyomást is teremt, amely elpusztíthatja vagy eltemetheti az égés során fennmaradókat.

Pyrolasztikus áramlási lerakódások, amelyek a karls-tengeri Montserrat-sziget Plymouth óvárosát fedik le. Kép szerzői jog iStockphoto / S. Hannah. Kép nagyítása

Pyroclastic flow a St. Helens-hegynél, Washington, 1980. augusztus 7.. Kép: USGS. Kép nagyítása

Pyroclastic sűrűségáramok

A piroklasztikus sűrűségáramok robbanásszerűen kitörő jelenség. Ezek porított kőzet, hamu és forró gázok keverékei, és óránként több száz mérföld sebességgel mozoghatnak. Ezek az áramok hígíthatók, mint a piroklasztikus túlfeszültségeknél, vagy koncentrálhatók, mint a piroklasztikus áramlásoknál. Gravitációvezérelt, ami azt jelenti, hogy lejtőn folynak le.

A piroklasztikus túlfeszültség egy híg, turbulens sűrűségű áram, amely általában akkor képződik, amikor a magma robbanásszerűen kölcsönhatásba lép a vízzel. A túlfeszültség olyan akadályokon halad át, mint például a völgyfalai, és vékony hamu- és kőzetlerakódásokat hagyhat maga után, amelyek lefedik a topográfiát. A piroklasztikus áramlás egy koncentrált anyag lavina, gyakran a láva kupola vagy a kitörő oszlop összeomlásakor, amely hamukatól sziklákig terjedő óriási lerakódásokat hoz létre. A piroklasztikus áramlások inkább a völgyeket és más mélyedéseket követik, és lerakódásaik feltöltik ezt a topográfiát. Időnként azonban a piroklasztikus áramlási felhő felső része (amely többnyire hamu) leválasztja az áramlást, és önmagában hullámként mozog.

Bármilyen típusú piroklasztikus sűrűségáram halálos. Rövid vagy száz mérföld távolságra haladhatnak a forrástól, és akár 1000 km / h (650 mph) sebességgel mozoghatnak. Rendkívül forróak - 400 ° C-ig (750 ° F). A piroklasztikus sűrűségű áram sebessége és ereje a hővel kombinálva azt jelenti, hogy ezek a vulkáni jelenségek általában bármit megsemmisítenek útjukon, akár égéssel, akár összetöréssel, akár mindkettővel. Bármely, a piroklasztikus sűrűségű áramba bekapcsolt anyag súlyosan megégethető és törmelékkel pumpálható (beleértve az esetleges áramlási maradványokat is). A piroklasztikus sűrűségű áram elkerülése csak azért lehetséges, ha nincs ott, amikor megtörténik!

A piroklasztikus sűrűségáramok okozta pusztítás egyik szerencsétlen példája a Plymouth elhagyott városa, a karibi Montserrat szigetén. Amikor a Soufrière Hills-i vulkán hevesen kitört 1996-ban, a kitörési felhők és a láva-kupola összeomlásából származó piroklasztikus sűrűségáramok völgyekbe vezettek, ahol sok embernek otthona volt, és elárasztották Plymouth városát. A szigetnek ezt a részét azóta menekülési zónának nyilvánították és evakuáltak, bár továbbra is látható az átkopott és eltemetett épületek maradványai, valamint azok a tárgyak, amelyeket a piroklasztikus sűrűségáramok melege elolvadtak. .

Mount Pinatubo, Fülöp-szigetek. Kilátás a World Airways DC-10 repülőgépnek a farkán lévő helyzetéről, az 1991. június 15-i hamu súlya miatt. Cubi Point Naval Air Station. USN fotó: R. L. Rieger. 1991. június 17. Kép ​​nagyítása

Pyroclastic vízesés

A piroklasztikus esések, más néven vulkanikus csapadékok, akkor fordulnak elő, amikor a tephra - töredékes kőzet mérete mm-től tíz cm-ig (hüvelyk-lábak töredéke) - kitöréskor kerül ki a vulkáni szellőzőnyílásból, és a talajhoz esik némi távolságra. a szellőzőnyílás. Az eséseket általában plínai kitörő oszlopokkal, hamufelhőkkel vagy vulkáni hullámokkal társítják. A piroklasztikus esési lerakódásokban lévő tephra a szellőzőnyílástól csak csekély távolságra (néhány méterről több kilométerre) szállítható, vagy ha a felső légkörbe fecskendezik, akkor körbeveheti a gömböt. Bármilyen piroklasztikus esőlerakódás a táj fölé köpenyödik vagy letapogatódik, és mind méretében, mind vastagságában csökken, minél távolabb van a forrásától.

A tephra-esések általában nem közvetlenül veszélyesek, hacsak egy személy nem elég közel ahhoz, hogy kitörjön, és nagyobb töredékek sújtják. Az esések következményei azonban lehetnek. A hamu elfojthatja a növényzetet, elpusztíthatja a motorok mozgatható részeit (különösen a repülőgépekben) és megkarcolhatja a felületeket. A scoria és a kis bombák megbonthatják az érzékeny tárgyakat, a fémeket és beágyazódhatnak a fába. Néhány piroklasztikus esés mérgező vegyi anyagokat tartalmaz, amelyek felszívódhatnak a növényekbe és a helyi vízkészletekbe, és amelyek veszélyesek lehetnek mind emberekre, mind az állatokra. A piroklasztikus esések legfőbb veszélye a súlyuk: bármilyen méretű tefrát porított kőzet alkot, és rendkívül nehéz lehet, különösen, ha nedves lesz. Az esések által okozott károk nagy része akkor fordul elő, amikor az épületek tetején lévő nedves hamu és pikkelyek összeomlást okoznak.

A légkörbe injektált piroklasztikus anyag globális és helyi következményekkel járhat. Ha a kitörő felhő térfogata elég nagy, és a felhőt a szél elég messzire terjeszti, a piroklasztikus anyag valójában blokkolja a napfényt és ideiglenesen lehűti a Föld felszínét. A Tambora-hegy 1815-ös kitörését követően annyi piroklasztikus anyag jutott el és maradt a Föld légkörében, hogy a globális hőmérséklet átlagosan körülbelül 0,5 ° C (~ 1,0 ° F) esett le. Ez a szélsőséges időjárási viszonyok világszerte előfordulását okozta, és 1816-at az "Év nyár nélkül" néven hívták.

Nagy szikla, amelyet Lahar-folyamon végeznek, a Muddy-folyó, a St. Helens-hegytől keletre, Washington. Geológusok. Fotó: Lyn Topinka, USGS. 1980. szeptember 16. Nagyobb kép

vulkáni krátertavak természetes gátjainak

A lahárok egy speciális iszapfolyás, amelyet vulkáni törmelék alkot. Számos helyzetben alakulhatnak ki: amikor a kis lejtőn összeomlások gyűjtenek vizet a vulkán lefelé vezető úton, a hó és a jég gyors olvadása révén a kitörés során, a laza vulkáni hulladékban bekövetkező heves esőzések következtében, amikor a vulkán egy kráter-tón vezet ki, vagy amikor egy kráter-tó elárasztódik túlcsordulás vagy a fal összeomlása miatt.

A lahárok folyékony folyadékként folynak, de mivel szuszpendált anyagot tartalmaznak, általában ezek konzisztenciája hasonló a nedves betonhoz. Lefelé folynak, és nyomokat és völgyeket követnek, de sík terület elérésekor elterjedhetnek. A Lahars több mint 80 km / h (50 mph) sebességgel haladhat, és több tucat mérföldet érhet el forrásától. Ha vulkánkitörés okozta őket, akkor elegendő hőt képes visszatartani, hogy még pihenés közben is 60-70 ° C (140-160 ° F) hőmérsékleten maradjanak.

A lahárok nem olyan gyorsak vagy forróak, mint más vulkáni veszélyek, de rendkívül rombolóak. Vagy bulldozni fognak, vagy eltemetnek bármit is az útjukatól, néha néhány láb vastag lerakódásokban. Amit nem tud kijutni egy laár útból, az elpusztul vagy eltemetésre kerül. A Laharokat azonban akusztikus (hang) monitorok segítségével előre észlelhetik, ami időt ad az embereknek a magas talaj elérésére; ezeket néha konkrét akadályokkal is el lehet távolítani az épületektől és az emberektől, bár lehetetlen teljesen megállítani őket.

Nyos-tó, Kamerun, gázkibocsátás, 1986. augusztus 21. Holt marhák és környező vegyületek Nyos faluban. 1986. szeptember 3. USGS képe. Kép nagyítása

Kén-dioxid-kibocsátás a kénbankok fumaroleiból a Kilauea vulkán csúcstalálkozóján, Hawaii. Kép nagyítása

gázok

A vulkáni gázok valószínűleg a vulkánkitörés legkevésbé mutatós részei, ám ezek a kitörések egyik leghalálosabb következményei lehetnek. A kitörés során kibocsátott gáz nagy része vízgőz (H₂O), és viszonylag ártalmatlan, de a vulkánok szén-dioxidot (CO₂), kén-dioxid (SO₂), hidrogén-szulfid (H₂S), fluorgáz (F₂), hidrogén-fluorid (HF) és más gázok. Mindezek a gázok megfelelő körülmények között veszélyesek lehetnek - akár halálos is.

A szén-dioxid nem mérgező, de kiszorítja a normál oxigént hordozó levegőt, szagtalan és színtelen. Mivel a levegőnél nehezebb, mélyedésekben gyűlik össze, és megfojthatja az embereket és az állatokat, akik zsebekbe sétálnak, ahol a normál levegő elmozdult. Oldódhat vízben és felhalmozódhat a tó fenekében; egyes helyzetekben a tavakban lévő víz hirtelen hatalmas széndioxidbuborékokat bocsát ki, megölve a növényzetet, az állatokat és a közelben élő embereket. Ez volt az eset az afrikai Kamerunban, a Nyos-tó 1986-os felborulásakor, amikor a CO₂ a tótól több mint 1700 ember és 3500 állat tartózkodott a közeli falvakban.

A kén-dioxid és a hidrogén-szulfid egyaránt kén-alapú gázok, és a szén-dioxiddal ellentétben, megkülönböztetett savas, rothadt tojás szaga van. ÍGY₂ kombinálható a levegő vízgőzével, kénsavat képezve (H₂ÍGY₄), maró sav; H₂Az S szintén nagyon savas és kis méretekben is rendkívül mérgező. Mindkét sav irritálja a lágy szöveteket (szem, orr, torok, tüdő stb.), És ha a gázok elég nagy mennyiségben képesek savakat képezni, akkor vízgőzökkel keverednek, hogy vogot vagy vulkanikus ködöt képezzenek, amelyek veszélyesek lehetnek a lélegezésre és okokat okozhatnak. a tüdő és a szem károsodása. Ha a kéntartalmú aeroszolok elérik a légköri atmoszférát, akkor ezek blokkolhatják a napfényt és zavarhatják az ózonot, amelyek rövid és hosszú távú hatással vannak az éghajlatra.

Az egyik leggazdagabb, bár a vulkánok által kevésbé általános gázok a fluorgáz (F₂). Ez a gáz sárgásbarna, maró hatású és rendkívül mérgező. Mint a CO₂, sűrűbb, mint a levegő, és alacsony területeken hajlamos felhalmozódni. Kísérősav, a hidrogén-fluorid (HF) erősen maró és mérgező, szörnyű belső égési sérüléseket okoz és megrongálja a vázrendszer kalciumát. Még a látható gáz vagy sav eloszlása ​​után is felszívódhat a növényekbe a növények, és kitörés után hosszabb ideig képes mérgezni az embereket és az állatokat. Az izlandi Laki 1783-os kitörése után a fluormérgezés és az éhínség az ország állatainak több mint felének és lakosságának csaknem egynegyedének halálát okozta.

A szerzőről

Jessica Ball egy posztgraduális hallgató a buffalói New York-i Állami Egyetem Geológiai Tanszékén. Koncentrációja a vulkanológiában folyik, és jelenleg kutatja a láva kupola összeomlását és a piroklasztikus áramlásokat. Jessica Bachelor fokozatot szerzett a William and Mary Főiskolán, és egy évig az Amerikai Geológiai Intézetben dolgozott az Oktatási / Tájékoztatási Programban. A Magma Cum Laude blogot is írja, és a hátralévő szabadidejében sziklamászást és különféle húros hangszerek lejátszását élvezi.