Вулканические Опасности | Потоки лавы, лагиры, газы, пирокластика

Содержание

• Вулканическая опасность
• Лавовые потоки
• Пирокластические Плотности Потоки
• Пирокластический водопад
• лахары
• газов
• об авторе

Это один из нескольких потоков лавы на Принс-авеню, прорезающих лес между перекрестками улиц Рая и Орхидеи. Ширина лавового потока составляет около 3 метров (10 футов). (Калапана / Королевские сады, Гавайи). Изображение USGS. Увеличить изображение

Вулканическая опасность

Вулканы могут быть захватывающими и захватывающими, но также очень опасными. Любой вид вулкана способен создавать вредные или смертельные явления, будь то во время извержения или периода покоя. Понимание того, что может сделать вулкан, является первым шагом в снижении опасности вулканов, но важно помнить, что даже если ученые изучали вулкан десятилетиями, они не обязательно знают все, на что он способен. Вулканы - это природные системы, и в них всегда есть элемент непредсказуемости.

Вулканологи всегда работают, чтобы понять, как ведут себя вулканические опасности, и что можно сделать, чтобы их избежать. Вот некоторые из наиболее распространенных опасностей, а также некоторые способы их формирования и поведения. (Обратите внимание, что это предназначено только в качестве источника базовой информации и не должно рассматриваться как руководство по выживанию теми, кто живет рядом с вулканом. Всегда прислушивайтесь к предупреждениям и информации, выпущенным вашими местными вулканологами и гражданскими властями.)

Лавовые потоки

Лава - это расплавленная порода, которая вытекает из вулкана или вулканического отверстия. В зависимости от своего состава и температуры лава может быть очень жидкой или очень липкой (вязкой). Потоки жидкости более горячие и движутся быстрее всего; они могут образовывать ручьи или реки или распространяться по ландшафту в виде долек. Вязкие потоки холоднее и проходят на короткие расстояния, а иногда могут образовывать лавовые купола или пробки; коллапсы фронтов потока или куполов могут сформировать пирокластические токи плотности (обсуждаемые позже).

Пешеход может легко избежать большинства потоков лавы, так как они не двигаются намного быстрее, чем скорость ходьбы, но поток лавы обычно не может быть остановлен или отклонен. Поскольку потоки лавы очень горячие - между 1000-2000 ° C (1800 - 3600 ° F) - они могут вызвать серьезные ожоги и часто сжигают растительность и строения. Лава, вытекающая из вентиляционного отверстия, также создает огромное количество давления, которое может сокрушить или похоронить все, что выживет, будучи сожженным.

Пирокластический поток отложения покрывает старый город Плимут на карибском острове Монтсеррат. Изображение защищено авторским правом iStockphoto / S. Hannah. Увеличить изображение

Пирокластический поток на горе Сент-Хеленс, Вашингтон, 7 августа 1980 года. Изображение USGS. Увеличить изображение

Пирокластические Плотности Потоки

Пирокластические токи плотности - взрывное эруптивное явление. Они представляют собой смеси измельченного камня, пепла и горячих газов и могут двигаться со скоростью сотен миль в час. Эти токи могут быть разбавленными, как в пирокластических скачках, или концентрированными, как в пирокластических потоках. Они управляются гравитацией, что означает, что они стекают по склонам.

Пирокластический всплеск представляет собой разбавленный турбулентный ток плотности, который обычно образуется при взрывном взаимодействии магмы с водой. Волны могут преодолевать препятствия, такие как стены долины, и оставлять тонкие отложения пепла и камней, которые покрывают рельеф местности. Пирокластический поток - это концентрированная лавина материала, часто из-за обрушения лавового купола или извержения колонны, которая создает огромные отложения размером от пепла до валунов. Пирокластические потоки, более вероятно, последуют за долинами и другими депрессиями, и их отложения заполняют эту топографию. Однако иногда верхняя часть пирокластического облака течения (в основном пепла) отрывается от потока и перемещается сама по себе в виде волны.

Пирокластические токи плотности любого рода смертельны. Они могут путешествовать на короткие расстояния или сотни миль от своего источника и двигаться со скоростью до 1000 км / ч (650 миль в час). Они очень горячие - до 400 ° C (750 ° F). Скорость и сила тока пирокластической плотности в сочетании с его теплом означают, что эти вулканические явления обычно разрушают что-либо на своем пути, либо путем горения, либо разрушения, либо и того, и другого. Все, что попало в ток пирокластической плотности, будет сильно сожжено и разбито обломками (включая остатки того, через что прошел поток). Невозможно избежать тока пирокластической плотности, кроме отсутствия там, когда это происходит!

Одним из неудачных примеров разрушений, вызванных пирокластическими плотностными потоками, является заброшенный город Плимут на карибском острове Монтсеррат. Когда в 1996 году вулкан Суфриер-Хиллз начал бурно извергаться, потоки пирокластической плотности из изверженных облаков и обвалов лавовых куполов прошли по долинам, в которых жили многие люди, и затопили город Плимут. С тех пор эта часть острова была объявлена ​​зоной без доступа и эвакуирована, хотя все еще можно увидеть остатки зданий, которые были выбиты и захоронены, а также объекты, которые были расплавлены теплом пирокластических плотностных течений. ,

Гора Пинатубо, Филиппины. Вид самолета World Airways DC-10 на хвосте из-за веса пепла 15 июня 1991 года. Морской вокзал Куби-Пойнт. USN фото Р. Л. Ригера. 17 июня 1991 года. Увеличить изображение

Пирокластический водопад

Пирокластические падения, также известные как вулканические выпадения, происходят, когда тефра - фрагментированная порода размером от мм до десятков см (доли дюймов в футы) - выбрасывается из вулканического отверстия во время извержения и падает на землю на некотором расстоянии от вентиляция Падения обычно связаны с изверженными плинианскими колоннами, пепельными облаками или вулканическими перьями. Тефра в пирокластических падающих отложениях могла транспортироваться только на небольшое расстояние от вентиляционного отверстия (от нескольких метров до нескольких километров) или, если ее вводить в верхние слои атмосферы, может окружать земной шар. Любой вид пирокластического падения оседает на поверхности ландшафта, и будет уменьшаться в размере и толщине по мере удаления от источника.

Падения Тефры обычно не являются непосредственно опасными, если человек не достаточно близко к извержению, чтобы быть пораженным большими фрагментами. Последствия падений могут быть, однако. Пепел может задушить растительность, разрушить движущиеся части в двигателях и двигателях (особенно в самолетах) и поцарапать поверхности. Scoria и маленькие бомбы могут разбить деликатные предметы, вмятины и застрять в древесине. Некоторые пирокластические падения содержат токсичные химические вещества, которые могут поглощаться растениями и местным водоснабжением, что может быть опасно как для людей, так и для скота. Главная опасность пирокластических падений заключается в их весе: тефра любого размера состоит из измельченного камня и может быть очень тяжелой, особенно если она намокнет. Большая часть ущерба, вызванного падениями, происходит, когда влажный пепел и шлаки на крышах зданий приводят к их разрушению.

Пирокластический материал, впрыскиваемый в атмосферу, может иметь как глобальные, так и локальные последствия. Когда объем облака извержения достаточно велик, и облако распространяется достаточно далеко от ветра, пирокластический материал может фактически блокировать солнечный свет и вызывать временное охлаждение поверхности Земли. После извержения горы Тамбора в 1815 году в атмосферу Земли попало и осталось столько пирокластического материала, что глобальные температуры упали в среднем примерно на 0,5 ° C (~ 1,0 ° F). Это вызвало всемирную экстремальную погоду и привело к тому, что 1816 год стал известен как Год без лета.

Большой валун несут в Лахарском потоке, мутная река, к востоку от горы Сент-Хеленс, штат Вашингтон. Геологи за масштабом. Фото Лин Топинки, USGS. 16 сентября 1980 года. Увеличить изображение

лахары

Лахары - это особый вид селевого потока, состоящего из вулканического мусора. Они могут образоваться в ряде ситуаций: когда обвалы небольших склонов собирают воду на пути вниз по вулкану, через быстрое таяние снега и льда во время извержения, из-за проливных дождей на рыхлом вулканическом мусоре, когда вулкан прорывается через кратерное озеро, или когда озеро из кратера стекает из-за переполнения или обрушения стены.

Лахары текут как жидкости, но поскольку они содержат взвешенный материал, они обычно имеют консистенцию, подобную влажному бетону. Они текут вниз по склону и будут следовать за депрессиями и долинами, но они могут распространиться, если они достигнут плоской области. Лахары могут путешествовать со скоростью более 80 км / ч и преодолевать расстояния в десятки миль от своего источника. Если они возникли в результате извержения вулкана, они могут сохранять достаточно тепла, чтобы они могли оставаться на уровне 60–70 ° C (140–160 ° F), когда они отдыхают.

Лахары не такие быстрые и горячие, как другие вулканические опасности, но они чрезвычайно разрушительны. Они либо снесут бульдозером, либо похоронят что-нибудь на своем пути, иногда в отложениях толщиной в десятки футов. Все, что не может выйти с пути Лахара, будет либо сметено, либо похоронено. Лахар, однако, может быть заранее обнаружен акустическими (звуковыми) мониторами, что дает людям время для достижения возвышенности; иногда их также можно направить в сторону от зданий и людей с помощью бетонных барьеров, хотя полностью остановить их невозможно.

Озеро Ньос, Камерун, выпуск газа 21 августа 1986 года. Мертвый скот и прилегающие территории в деревне Ньос. 3 сентября 1986 года. Изображение предоставлено USGS. Увеличить изображение

Диоксид серы, выходящий из фумарол серных банков на вершине вулкана Килауэа, Гавайи. Увеличить изображение

газов

Вулканические газы, вероятно, являются наименее показательной частью извержения вулкана, но они могут быть одним из самых смертоносных последствий извержений. Большая часть газа, выделяющегося при извержении, представляет собой водяной пар (H₂О) и относительно безвредны, но вулканы также выделяют углекислый газ (СО₂), диоксид серы (SO₂), сероводород (H₂S) газообразный фтор (F₂), фтористый водород (HF) и другие газы. Все эти газы могут быть опасными - даже смертельно опасными - в правильных условиях.

Двуокись углерода не ядовита, но вытесняет нормальный кислородсодержащий воздух, не имеет запаха и цвета. Поскольку он тяжелее воздуха, он накапливается в депрессиях и может задушить людей и животных, которые бродят в карманах, где он вытеснил нормальный воздух. Он также может растворяться в воде и накапливаться на дне озера; в некоторых ситуациях вода в этих озерах может внезапно извергать огромные пузырьки углекислого газа, убивая растительность, домашний скот и людей, живущих поблизости. Это имело место при перевороте озера Ньос в Камеруне, Африка, в 1986 году, когда произошло извержение СО₂ от озера задохнулись более 1700 человек и 3500 голов скота в близлежащих деревнях.

Диоксид серы и сероводород являются газами на основе серы и, в отличие от диоксида углерода, имеют отчетливый кислый запах тухлых яиц. ТАК₂ может соединяться с водяным паром в воздухе с образованием серной кислоты (H₂ТАК₄), едкая кислота; ЧАС₂S также очень кислый и чрезвычайно ядовитый даже в небольших количествах. Обе кислоты раздражают мягкие ткани (глаза, нос, горло, легкие и т. Д.), И когда газы образуют кислоты в достаточно больших количествах, они смешиваются с водяным паром, образуя фог, или вулканический туман, который может быть опасным для дыхания и вызвать повреждение легких и глаз. Если аэрозоли на основе серы попадают в верхние слои атмосферы, они могут блокировать солнечный свет и воздействовать на озон, что оказывает как кратковременное, так и долгосрочное воздействие на климат.

Одним из самых неприятных, хотя и менее распространенных газов, выделяемых вулканами, является газообразный фтор (F₂). Этот газ желтовато-коричневый, едкий и чрезвычайно ядовитый. Как CO₂, он плотнее воздуха и имеет тенденцию собираться в низких областях. Его сопутствующая кислота, фтористый водород (HF), обладает высокой коррозионной активностью и токсичностью, вызывает ужасные внутренние ожоги и воздействует на кальций в скелетной системе. Даже после рассеивания видимого газа или кислоты фтор может поглощаться растениями и может отравлять людей и животных в течение длительных периодов времени после извержения. После извержения Лаки в Исландии в 1783 году отравление фтором и голод стали причиной гибели более половины скота страны и почти четверти ее населения.

об авторе

Джессика Болл - аспирант кафедры геологии в Университете штата Нью-Йорк в Буффало. Она сосредоточена на вулканологии, и в настоящее время она исследует обрушения лавового купола и пирокластические потоки. Джессика получила степень бакалавра наук в Колледже Уильяма и Мэри и в течение года работала в Американском геологическом институте по программе образования / аутрич. Она также пишет блог Magma Cum Laude, и в свободное время она увлекается скалолазанием и игрой на различных струнных инструментах.