Οι ηφαιστειακοί κίνδυνοι Ροές Λαβά, Lahars, Αέρια, Pyroclastics

Περιεχόμενο

• Οι ηφαιστειακοί κίνδυνοι
• Ροές της λάβα
• Ρεύματα πυροκλαστικής πυκνότητας
• Pyroclastic Falls
• Lahars
• Αέρια
• Σχετικά με τον Συγγραφέα

Αυτό είναι ένα από τα πολλά ρεύματα λάβα της ροής Prince Avenue που κόβεται μέσα από το δάσος μεταξύ των σταυροδρόμων Paradise και Orchid. Το ρεύμα λάβας είναι περίπου 3 μέτρα (10 πόδια) πλάτος. (Kalapana / Royal Gardens, Χαβάη). Εικόνα από το USGS. Μεγέθυνση εικόνας

Οι ηφαιστειακοί κίνδυνοι

Τα ηφαίστεια μπορεί να είναι συναρπαστικά και συναρπαστικά, αλλά και πολύ επικίνδυνα. Οποιοδήποτε είδος ηφαιστείου είναι ικανό να δημιουργήσει επιβλαβή ή θανατηφόρα φαινόμενα, είτε κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης είτε μιας περιόδου ηρεμίας. Η κατανόηση του τι μπορεί να κάνει ένα ηφαίστειο είναι το πρώτο βήμα για την άμβλυνση των ηφαιστειακών κινδύνων, αλλά είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι ακόμη και αν οι επιστήμονες έχουν μελετήσει ένα ηφαίστειο για δεκαετίες, δεν γνωρίζουν απαραίτητα όλα όσα είναι ικανά. Τα ηφαίστεια είναι φυσικά συστήματα και πάντα έχουν κάποιο στοιχείο απρόβλεπτης.

Οι βαλκανόλογοι εργάζονται πάντα για να κατανοήσουν πώς συμπεριφέρονται οι ηφαιστειακοί κίνδυνοι και τι μπορεί να γίνει για να αποφευχθεί. Εδώ είναι μερικοί από τους πιό κοινούς κινδύνους, και μερικοί από τους τρόπους με τους οποίους διαμορφώνονται και συμπεριφέρονται. (Παρακαλείσθε να σημειώσετε ότι αυτό αποτελεί μόνο πηγή βασικών πληροφοριών και δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται ως οδηγός επιβίωσης από όσους ζουν κοντά σε ένα ηφαίστειο. Να ακούτε πάντα τις προειδοποιήσεις και τις πληροφορίες που έχουν εκδοθεί από τους τοπικούς ηφαιστειολόγους και τις πολιτικές αρχές.)

Ροές της λάβα

Η λάβα είναι τετηγμένος βράχος που ρέει από ένα ηφαίστειο ή ηφαιστειακό εξαερισμό. Ανάλογα με τη σύνθεση και τη θερμοκρασία της, η λάβα μπορεί να είναι πολύ ρευστός ή πολύ κολλώδης (παχύρευστος). Οι ροές υγρών είναι θερμότερες και μετακινούνται ταχύτερα. Μπορούν να σχηματίσουν ρεύματα ή ποτάμια ή να απλωθούν στο τοπίο σε λοβούς. Οι ιξώδεις ροές είναι πιο δροσερές και ταξιδεύουν σε βραχύτερες αποστάσεις, και μερικές φορές μπορούν να συγκεντρωθούν σε θόλους ή βύσματα από λάβα. οι καταρρεύσεις των μέτωπων ροής ή των θόλων μπορούν να σχηματίσουν πυροκλαστικά ρεύματα πυκνότητας (που συζητούνται αργότερα).

Οι περισσότερες ροές λάβας μπορούν εύκολα να αποφευχθούν από ένα άτομο με τα πόδια, αφού δεν κινούνται πολύ πιο γρήγορα από τη ταχύτητα περπατήματος, αλλά η ροή λάβας συνήθως δεν μπορεί να σταματήσει ή να εκτραπεί. Επειδή οι ροές λάβας είναι εξαιρετικά καυτές - μεταξύ 1.000-2.000 ° C (1.800 - 3.600 ° F) - μπορεί να προκαλέσουν σοβαρά εγκαύματα και συχνά να κάψουν βλάστηση και δομές. Η λάβα που ρέει από ένα άνοιγμα δημιουργεί επίσης τεράστιες ποσότητες πίεσης, που μπορούν να συντρίψουν ή να θάψουν ό, τι επιβιώνει που καίγεται.

Πυροκλασσικές καταθέσεις ροής που καλύπτουν την παλιά πόλη του Plymouth στο νησί της Καραϊβικής Montserrat. Εικόνα πνευματικών δικαιωμάτων iStockphoto / S. Hannah. Μεγέθυνση εικόνας

Pyroclastic ροή στο Mount St. Helens, Ουάσιγκτον, 7 Αυγούστου 1980. Εικόνα από USGS. Μεγέθυνση εικόνας

Ρεύματα πυροκλαστικής πυκνότητας

Τα πυροκλαστικά ρεύματα πυκνότητας είναι ένα εκρηκτικό φαινόμενο εκρήξεως. Είναι μείγματα σκόνης, τέφρας και θερμών αερίων και μπορούν να κινούνται σε ταχύτητες εκατοντάδων μιλίων ανά ώρα. Αυτά τα ρεύματα μπορούν να αραιωθούν, όπως σε πυροκλαστικά κύματα, ή συμπυκνωμένα, όπως σε πυροκλαστικές ροές. Πρόκειται για βαρυτική κίνηση, που σημαίνει ότι ρέουν κάτω από τις πλαγιές.

Μια πυροκλαστική αύξηση είναι ένα ρεύμα αραιού, στροβιλώδους πυκνότητας που συνήθως σχηματίζεται όταν το μάγμα αλληλεπιδρά εκρηκτικά με το νερό. Οι υπερχείλισεις μπορούν να ταξιδεύουν πάνω σε εμπόδια όπως οι τοίχοι της κοιλάδας και να αφήνουν τις λεπτές αποθέσεις τέφρας και βράχου που καλύπτουν την τοπογραφία. Μια πυροκλαστική ροή είναι μια συγκεντρωμένη χιονοστιβάδα υλικού, συχνά από την κατάρρευση ενός θολωτού θόλου ή στήλης έκρηξης, η οποία δημιουργεί μαζικές αποθέσεις που κυμαίνονται σε μέγεθος από τέφρα σε ογκόλιθους. Οι πυροκλαστικές ροές είναι πιο πιθανό να ακολουθούν κοιλάδες και άλλες κοιλότητες και οι καταθέσεις τους γεμίζουν αυτήν την τοπογραφία. Εντούτοις, μερικές φορές, το άνω μέρος ενός πυροκλαστικού νέφους ροής (το οποίο είναι κυρίως τέφρα) θα αποκολληθεί από τη ροή και θα ταξιδέψει μόνη του ως κύμα.

Πυροκλαστικά ρεύματα πυκνότητας οποιουδήποτε είδους είναι θανατηφόρα. Μπορούν να ταξιδεύουν σε μικρές αποστάσεις ή εκατοντάδες μίλια από την πηγή τους και να κινούνται σε ταχύτητες μέχρι και 1.000 χλμ. / Ώρα. Είναι εξαιρετικά καυτά - έως 400 ° C (750 ° F). Η ταχύτητα και η δύναμη ενός πυροκλαστικού ρεύματος πυκνότητας, σε συνδυασμό με τη θερμότητά του, σημαίνουν ότι αυτά τα ηφαιστειακά φαινόμενα συνήθως καταστρέφουν οτιδήποτε στη διαδρομή τους, είτε με καύση ή σύνθλιψη είτε και τα δύο. Οτιδήποτε πιάστηκε σε ένα πυροκλαστικό ρεύμα πυκνότητας θα καεί σοβαρά και θα πυροδοτείται από συντρίμμια (συμπεριλαμβανομένων των υπολειμμάτων οποιασδήποτε ροής πέρασε). Δεν υπάρχει τρόπος να ξεφύγουμε από ένα πυροκλαστικό ρεύμα πυκνότητας εκτός από το να μην είμαστε εκεί όταν συμβεί!

Ένα ατυχές παράδειγμα της καταστροφής που προκαλείται από πυροκλαστικά ρεύματα πυκνότητας είναι η εγκαταλελειμμένη πόλη Πλύμουθ στο νησί της Καραϊβικής Montserrat. Όταν το ηφαίστειο Soufrière Hills άρχισε να εκδηλώνεται βίαια το 1996, τα πυροκλαστικά ρεύματα πυκνότητας από τα σύννεφα της έκρηξης και το θολωτό θόλο κατέρρευσαν κάτω από κοιλάδες στις οποίες πολλοί άνθρωποι είχαν τα σπίτια τους και κατακλύζουν την πόλη του Plymouth. Αυτό το τμήμα του νησιού έχει έκτοτε κηρυχθεί ως ζώνη μη εισόδου και εκκενωθεί, αν και είναι ακόμα δυνατό να δει κανείς τα ερείπια κτιρίων που έχουν χτυπηθεί και θαφτεί και αντικείμενα που έχουν λειώσει από τη θερμότητα των πυροκλαστικών ρευμάτων πυκνότητας .

Mount Pinatubo, Φιλιππίνες. Άποψη του αεροσκάφους DC-10 της World Airways που τοποθετείται στην ουρά του λόγω βάρους τέφρας 15 Ιουνίου 1991. Cubi Point Ναυτικός Αεροσταθμός. USN φωτογραφία του R. L. Rieger. 17 Ιουνίου 1991. Μεγέθυνση εικόνας

Pyroclastic Falls

Οι πυροκλαστικές πτώσεις, γνωστές και ως ηφαιστειακές εκρήξεις, εμφανίζονται όταν ο θραυστός τεφρός που κυμαίνεται σε μέγεθος από mm έως δεκάδες εκατοστά (κλάσματα των ίντσες στα πόδια) εκτοξεύεται από ένα ηφαιστειακό εξαερισμό κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης και πέφτει στο έδαφος σε κάποια απόσταση μακριά από το άνοιγμα. Οι καταρράκτες συσχετίζονται συνήθως με τις εκρηκτικές στήλες του Plinian, τα σύννεφα τέφρας ή τα ηφαιστειακά πετρώματα. Η Tephra σε πυροκλαστικές καταθέσεις πτώσης μπορεί να έχει μεταφερθεί σε μικρή απόσταση από την έξοδο (λίγα μέτρα έως αρκετά χιλιόμετρα) ή, εάν εγχυθεί στην ανώτερη ατμόσφαιρα, μπορεί να κυκλώσει τον πλανήτη. Οποιοδήποτε είδος πυροκλαστικής απόθεσης θα πέσει ή θα βυθιστεί πάνω από το τοπίο, και θα μειωθεί σε μέγεθος και πάχος όσο πιο μακριά είναι από την πηγή του.

Οι πτώσεις του Tephra συνήθως δεν είναι άμεσα επικίνδυνες εκτός αν ένα άτομο είναι αρκετά κοντά σε μια έκρηξη που θα χτυπηθεί από μεγαλύτερα θραύσματα. Οι επιπτώσεις των πτώσεις μπορεί, ωστόσο, να είναι. Η τέφρα μπορεί να καταπνίξει τη βλάστηση, να καταστρέψει κινούμενα μέρη σε κινητήρες και μηχανές (ειδικά σε αεροσκάφη) και να χαράξει τις επιφάνειες. Η Scoria και οι μικρές βόμβες μπορούν να σπάσουν ευαίσθητα αντικείμενα, μεταλλικά στοιχεία και να ενσωματωθούν στο ξύλο. Ορισμένες πυροκλαστικές πτώσεις περιέχουν τοξικές χημικές ουσίες που μπορούν να απορροφηθούν στα φυτά και στις τοπικές παροχές νερού, οι οποίες μπορεί να είναι επικίνδυνες τόσο για τους ανθρώπους όσο και για τα ζώα. Ο κύριος κίνδυνος πυροκλαστικών πτώσεων είναι το βάρος τους: το τεφρό οποιουδήποτε μεγέθους αποτελείται από κονιορτοποιημένο βράχο και μπορεί να είναι εξαιρετικά βαρύ, ειδικά εάν βρέχεται. Οι περισσότερες από τις ζημιές που προκαλούνται από τις πτώσεις συμβαίνουν όταν η υγρή τέφρα και τα σκωρία στις στέγες των κτιρίων προκαλούν την κατάρρευση τους.

Το πυροκλαστικό υλικό που εγχέεται στην ατμόσφαιρα μπορεί να έχει παγκόσμιες και τοπικές συνέπειες. Όταν ο όγκος ενός σύννεφου έκρηξης είναι αρκετά μεγάλος και το σύννεφο εξαπλωθεί αρκετά μακριά από τον άνεμο, το πυροκλαστικό υλικό μπορεί στην πραγματικότητα να εμποδίσει το φως του ήλιου και να προκαλέσει προσωρινή ψύξη της επιφάνειας της Γης. Μετά την έκρηξη του Mount Tambora το 1815, τόσο πυροκλαστικό υλικό έφτασε και παρέμεινε στην ατμόσφαιρα της Γης, που οι παγκόσμιες θερμοκρασίες μειώθηκαν κατά μέσο όρο περίπου στους 0.5 ° C (~ 1.0 ° F). Αυτό προκάλεσε παγκόσμιες επιπτώσεις ακραίων καιρικών συνθηκών και οδήγησε το 1816 να είναι γνωστό ως The Year Without A Summer.

Μεγάλος ογκόλιθος που μεταφέρθηκε σε ροή lahar, Muddy River, ανατολικά του Mount St. Helens, Ουάσινγκτον. Γεωλόγοι για κλίμακα. Φωτογραφία του Lyn Topinka, USGS. 16 Σεπτεμβρίου 1980. Μεγέθυνση εικόνας

Lahars

Τα Lahars είναι ένα συγκεκριμένο είδος λασπώδους ροής που αποτελείται από ηφαιστειακά συντρίμμια. Μπορούν να σχηματίσουν σε πολλές περιπτώσεις: όταν μια μικρή κλίση καταρρέει, συλλέγουν νερό κατά τη διάρκεια ενός ηφαιστείου, μέσα από ταχεία τήξη χιόνι και πάγο κατά τη διάρκεια μιας έκρηξης, από έντονες βροχοπτώσεις σε χαλαρά ηφαιστειακά συντρίμμια, όταν ένα ηφαίστειο εκρήγνυται μέσα από μια λίμνη κρατήρα, ή όταν μια λίμνη κρατήρα αποστραγγίζεται λόγω υπερχείλισης ή κατάρρευσης τοίχων.

Τα Lahars ρέουν σαν υγρά, αλλά επειδή περιέχουν αιωρούμενο υλικό, συνήθως έχουν μια συνοχή παρόμοια με το υγρό σκυρόδεμα. Θα ρέουν προς τα κάτω και θα ακολουθήσουν κοιλότητες και κοιλάδες, αλλά μπορούν να εξαπλωθούν αν φτάσουν σε μια επίπεδη περιοχή. Τα Lahars μπορούν να ταξιδεύουν σε ταχύτητες άνω των 80 km / h (50 mph) και να φτάνουν σε αποστάσεις από δεκάδες μίλια από την πηγή τους. Εάν δημιουργήθηκαν από μια ηφαιστειακή έκρηξη, μπορεί να διατηρήσουν αρκετή θερμότητα για να παραμείνουν 60-70 ° C (140-160 ° F) όταν έρθουν να ξεκουραστούν.

Τα Lahars δεν είναι τόσο γρήγορα ή ζεστά από άλλους ηφαιστειακούς κινδύνους, αλλά είναι εξαιρετικά καταστροφικοί. Θα μπουλντίζουν ή θάβουν οτιδήποτε στο μονοπάτι τους, μερικές φορές σε αποθέσεις δεκάδες πόδια πάχους. Ό, τι δεν μπορεί να βγει από ένα μονοπάτι lahars είτε θα σκουπιστεί είτε θα θαφτεί. Τα Lahars μπορούν, ωστόσο, να ανιχνευθούν εκ των προτέρων από ακουστικά (ηχητικά) οθόνες, τα οποία δίνουν στους ανθρώπους χρόνο να φτάσουν σε υψηλό έδαφος. Μπορούν επίσης μερικές φορές να διοχετεύονται μακριά από τα κτίρια και τους ανθρώπους από συγκεκριμένους φραγμούς, αν και είναι αδύνατο να σταματήσουν τελείως.

Λίμνη Νύος, Καμερούν, Απελευθέρωση Αερίου 21 Αυγούστου 1986. Νεκρά βοοειδή και περιβάλλουσες ενώσεις στο χωριό Νύος. 3 Σεπτεμβρίου 1986. Εικόνα από την USGS. Μεγέθυνση εικόνας

Το διοξείδιο του θείου που εκπέμπει από τα φουμαρόλες των Θερμικών Τραπεζών στη σύνοδο κορυφής του ηφαιστείου Kilauea της Χαβάης. Μεγέθυνση εικόνας

Αέρια

Τα ηφαιστειακά αέρια είναι ίσως το λιγότερο εμφανές κομμάτι μιας ηφαιστειακής έκρηξης, αλλά μπορεί να είναι μια από τις εκρήξεις που έχουν τις πιο θανατηφόρες επιπτώσεις. Το μεγαλύτερο μέρος του αερίου που απελευθερώνεται σε έκρηξη είναι υδρατμοί (H₂O) και σχετικά αβλαβή, αλλά τα ηφαίστεια παράγουν επίσης διοξείδιο του άνθρακα (CO₂), διοξείδιο του θείου (SO₂), υδρόθειο (Η₂S), αέριο φθορίου (F₂), υδροφθόριο (HF) και άλλα αέρια. Όλα αυτά τα αέρια μπορεί να είναι επικίνδυνα - ακόμη και θανατηφόρα - στις κατάλληλες συνθήκες.

Το διοξείδιο του άνθρακα δεν είναι δηλητηριώδες, αλλά μετατοπίζει τον φυσιολογικό αέρα που φέρει οξυγόνο και είναι άοσμο και άχρωμο. Επειδή είναι βαρύτερο από τον αέρα, συγκεντρώνεται σε καταθλίψεις και μπορεί να ασφυκτιά τους ανθρώπους και τα ζώα που περιπλανιούνται στις τσέπες όπου έχουν μετατοπίσει τον κανονικό αέρα. Μπορεί επίσης να διαλυθεί σε νερό και να συλλεχθεί σε πυθμένες της λίμνης. σε ορισμένες περιπτώσεις, το νερό στις λίμνες αυτές μπορεί να εκραγεί ξαφνικά τεράστιες φυσαλίδες διοξειδίου του άνθρακα, σκοτώνει τη βλάστηση, τα ζώα και τα άτομα που ζουν κοντά. Αυτό συνέβη στην ανατροπή της λίμνης Nyos στο Καμερούν, την Αφρική το 1986, όπου σημειώθηκε έκρηξη του CO₂ από τη λίμνη ασφυκτιώθηκαν περισσότεροι από 1.700 άνθρωποι και 3.500 ζώα σε κοντινά χωριά.

Το διοξείδιο του θείου και το υδρόθειο είναι και τα δύο βασιζόμενα σε θείο αέρια, και σε αντίθεση με το διοξείδιο του άνθρακα, έχουν μια ξεχωριστή όξινη, σάπια όσφρηση. ΕΤΣΙ₂ μπορούν να συνδυαστούν με υδρατμούς στον αέρα για να σχηματίσουν θειικό οξύ (Η₂ΕΤΣΙ₄), ένα διαβρωτικό οξύ. H₂Το S είναι επίσης πολύ όξινο και εξαιρετικά δηλητηριώδες ακόμα και σε μικρές ποσότητες. Και τα δύο οξέα ερεθίζουν τους μαλακούς ιστούς (τα μάτια, τη μύτη, το λαιμό, τους πνεύμονες κλπ.) Και όταν τα αέρια σχηματίζουν οξέα σε μεγάλες ποσότητες, αναμιγνύονται με υδρατμούς για να σχηματίσουν ομφαλό ή ηφαιστειακή ομίχλη, βλάβη στους πνεύμονες και τα μάτια. Εάν τα αερολύματα με βάση το θείο φθάνουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, μπορούν να εμποδίσουν το φως του ήλιου και να επηρεάσουν το όζον, τα οποία έχουν τόσο βραχυπρόθεσμες όσο και μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στο κλίμα.

Ένα από τα πιο βλαπτικά, αν και λιγότερο κοινά αέρια που απελευθερώνονται από τα ηφαίστεια είναι το αέριο φθορίου (F₂). Αυτό το αέριο είναι κιτρινωπό καφέ, διαβρωτικό και εξαιρετικά δηλητηριώδες. Όπως CO₂, είναι πυκνότερο από τον αέρα και τείνει να συλλέγει σε χαμηλές περιοχές. Το συνοδευτικό του οξύ, υδροφθόριο (HF), είναι πολύ διαβρωτικό και τοξικό και προκαλεί τρομερά εσωτερικά εγκαύματα και προσβάλλει ασβέστιο στο σκελετικό σύστημα. Ακόμη και αφού το ορατό αέριο ή οξύ έχει διαλυθεί, το φθόριο μπορεί να απορροφηθεί σε φυτά και μπορεί να δηλητηριάσει ανθρώπους και ζώα για μεγάλα χρονικά διαστήματα μετά από μια έκρηξη. Μετά την έκρηξη του Laki στην Ισλανδία το 1783, η δηλητηρίαση από το φθόριο και η πείνα προκάλεσαν το θάνατο περισσότερων από το μισό ζωικό κεφάλαιο της χώρας και σχεδόν το ένα τέταρτο του πληθυσμού της.

Σχετικά με τον Συγγραφέα

Η Jessica Ball είναι μεταπτυχιακή φοιτήτρια στο Τμήμα Γεωλογίας του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης στο Μπάφαλο. Η συγκέντρωσή της είναι στην ηφαιστειολογία, και αυτή τη στιγμή ερευνά τις καταρράκτες της λάβας και τις πυροκλαστικές ροές. Η Τζέσικα κέρδισε το πτυχίο της Bachelor of Science από το Κολλέγιο William και Mary και εργάστηκε για ένα χρόνο στο Αμερικανικό Γεωλογικό Ινστιτούτο στο Πρόγραμμα Εκπαίδευσης / Προώθησης. Γράφει επίσης το blog του Magma Cum Laude και σε τι ελεύθερο χρόνο έχει αποχωρήσει, απολαμβάνει αναρρίχηση σε βράχους και παίζοντας διάφορα όργανα με χορδές.