Innehåll
- Vad är vulkanisk aska?
- Egenskaper hos vulkanisk aska
- Askutbrott och Askkolonner
- Ash Plumes, Ashfalls och Ash Fields
- Effekten av vulkanaska
- Påverkan på människors hälsa:
- Påverkan på jordbruket:
- Påverkan på byggnader:
- Påverkan på apparater:
- Påverkan på kommunikation:
- Påverkan på elproduktionsanläggningar:
- Påverkan på marktransporter:
- Påverkan på lufttransporter:
- Påverkan på vattenförsörjningssystem:
- Påverkan på avloppsvattensystem:
- Planering för Volcanic Ash
Vulkansk aska från Cleveland Volcano, belägen på Chuginadak Island i Aleutian Island Chain utanför Alaska. NASA-bild tagen av Jeff Williams, flygingenjör, från den internationella rymdstationen. Större bild.
Vad är vulkanisk aska?
Vulkanisk ask består av partiklar av pulverstorlek till sandstorlek av stötligt bergmaterial som har blåst ut i luften av en utbrott vulkan. Termen används för materialet medan det är i luften, efter att det faller ner till marken och ibland efter att det har förts in i berg. Begreppen "vulkaniskt damm" och "vulkanisk aska" används båda för samma material; emellertid används "vulkaniskt damm" lämpligare för material i pulverstorlek.
Vulkanisk aska från Mount St. Helens, 1980-utbrott. USGS-bild, D.E. Wieprecht. Större bild.
Vulkanisk partikel betraktas med ett avsökande elektronmikroskop. USGS-bild av A.M. Särna-Wojcicki. Större bild.
Egenskaper hos vulkanisk aska
Vid första anblicken ser vulkansk aska ut som ett mjukt, ofarligt pulver. I stället är vulkansk ask ett bergmaterial med en hårdhet på cirka 5+ på Mohs hårdhetsskala. Den är sammansatt av oregelbundet formade partiklar med skarpa, taggade kanter (se mikroskopisk vy). Kombinera den höga hårdheten med den oregelbundna partikelformen, och vulkanisk aska kan vara ett slipande material. Detta ger dessa små partiklar förmågan att skada flygfönster, vara irriterande för ögonen, orsaka ovanligt slitage på rörliga delar av utrustning som de kommer i kontakt med och orsaka många andra problem som diskuteras nedan i avsnittet "Impact of Volcanic Ash".
Vulkaniska askpartiklar är mycket små i storlek och har en vesikulär struktur med många håligheter. Detta ger dem en relativt låg densitet för ett bergmaterial. Denna låga täthet, i kombination med den mycket lilla partikelstorleken, gör att vulkanisk aska kan transporteras högt ut i atmosfären genom ett utbrott och transporteras långa avstånd av vinden. Vulkanisk aska kan orsaka problem långt från vulkanutbrott.
Vulkaniska askpartiklar är olösliga i vatten. När de blir våta bildar de en uppslamning eller lera som kan göra att motorvägar och landningsbanor blir smala. Våt vulkanaska kan torka till en fast, betongliknande massa. Detta gör det möjligt att ansluta stormavlopp och hålla fast pälsen hos djur som är i det fria när aska faller samtidigt som regn.
Vulkanisk askpelare: Utbrottskolonnen av Mount St. Helens den 18 maj 1980. Denna explosiva frisättning gav en het kolonn med stigande tephra, vulkaniska gaser och medluftad luft som steg till en höjd av 22 kilometer på mindre än tio minuter. Starka rådande vindar bar askan i öster med cirka 100 kilometer per timme. På mindre än fyra timmar föll aska på staden Spokane ungefär 400 kilometer bort, och två veckor senare hade utbrottet molnet omkretsade jorden. USGS-bild av A. Post.
Askutbrott och Askkolonner
Vissa magmas innehåller enorma mängder upplöst gas under mycket höga tryck. När ett utbrott inträffar släpps plötsligt det begränsande trycket på dessa gaser och de expanderar snabbt, rusar från den vulkaniska ventilen och bär små bitar magma med sig. Grundvatten nära en magma-kammare kan blixta i ånga med samma resultat. Dessa är källan till askpartiklar för vissa utbrott. Den enorma mängden het, utströmmande, expanderande gas som rusar från ventilen kan driva en utbrott av aska och heta gaser högt upp i luften.
Den medföljande bilden visar en del av askens kolonn som producerades av utbrottet i maj St. Mount Helens i maj 1980. I detta utbrott producerade den explosiva frisättningen av heta vulkaniska gaser i atmosfären en kolonn med stigande tephra, vulkaniska gaser och medluftad luft som steg till en höjd av 22 kilometer på mindre än tio minuter. Sedan bar starka vindar askan i öster med cirka 100 kilometer per timme. På mindre än fyra timmar föll aska på staden Spokane cirka 400 kilometer från ventilen. Två veckor senare hade damm från utbrottet transporterats runt jorden.
Mount Helens-utbrottet var exceptionellt i sin storlek och intensitet. En mer typisk askutsläpp visas i bilden högst upp på denna sida. I den bilden släpper Cleveland Volcano, belägen på Chuginadak Island i den alutiska önkedjan i Alaska, en liten askplomme som inom några minuter lossnar från vulkanen och transporteras bort av vinden.
Vulkanisk askafallskarta: Karta som visar den geografiska fördelningen i USA av asknedfall från 18 maj 1980-utbrottet av Mount St. Helens. USGS-bild. Större karta.
Asktjocklek: Askfallsavlagringar är i allmänhet tjocka och grova i partikelstorlek nära vulkanen. Men på avstånd blir insättningen tunnare och finare.
Askplume: En lång aska från Chaitén Volcano i södra Chile blåses över hela kontinenten. Större bild.
Ash Plumes, Ashfalls och Ash Fields
När aska släpps ut i luften av en vulkan har vinden möjlighet att flytta den. Denna rörelse, tillsammans med luftturbulens, arbetar för att fördela den upphängda asken över ett brett område. Dessa askmoln som förflyttas av vinden är kända aska. En bild nedan visar en askplomme som produceras av utbrottet av Chaitén-vulkanen i södra Chile den 3 maj 2008. Denna plommon börjar i Chile, korsar Argentina och sträcker sig hundratals kilometer ut över Atlanten och sprider sig ut när den reser.
När en askplomme förflyttar sig från vulkanisk ventilationsluft, har den inte längre brådska att slippa ut gaser för att stödja den. De icke-stödda askpartiklarna börjar falla ut. De största askpartiklarna faller först ut och de mindre partiklarna förblir suspenderade längre. Detta kan producera en askavlagring på marken under askplommen. Dessa ashfallavlagringar är i allmänhet tjockast nära ventilen och tunna med avstånd. En karta som visar askfördelningen från 18 maj 1980-utbrottet av Mount St. Helens visas på denna sida.
Ett askfält är ett geografiskt område där marken har täckts av nedfallet av en askplomme. En bild nedan visar ett askfält öster om Chaitén-vulkanen i södra Chile från maj 2008. Den vita grunden av aska kan tydligt ses.
Askfält: Ett askfält öster om Chaitén-vulkanen från maj 2008. Större bild.
Effekten av vulkanaska
Vulkanisk aska utgör många faror för människor, egendom, maskiner, samhällen och miljön. Flera av dessa beskrivs nedan.
Påverkan på människors hälsa:
Människor som utsätts för fallande aska eller lever i den dammiga miljön efter en ashfall kan drabbas av ett antal problem. Andningsproblem inkluderar näsa och halsirritation, hosta, bronkitliknande sjukdom och obehag vid andning. Dessa kan minskas med användning av dammmasker med hög effektivitet, men exponering för aska bör undvikas om möjligt.
Långvariga problem kan inkludera utvecklingen av en sjukdom som kallas "silikos" om asken har ett betydande kiseldioxidinnehåll. U.S. National Institute of Occupational Safety and Health rekommenderar specifika typer av masker för de som utsätts för vulkanisk aska. Den som redan lider av problem som bronkit, emfysem eller astma bör undvika exponering.
Torka vulkanisk aska kan hålla sig till ett fuktigt mänskligt öga, och de små askpartiklarna orsakar snabbt ögonirritation. Detta problem är mest allvarligt bland personer som bär kontaktlinser. Vissa hudirritationer rapporteras av människor i områden med aska. antalet fall och deras svårighetsgrad är dock lågt.
Novarupta ashfall: Satellitbild av landskapet runt Novarupta-vulkanen med asfalkonturer och pyroklastiskt flödesområde från 1912-utbrottet, som färgade linjer Satellitbild av J. Allen (NASA) med data från University of Marylands Global Land Cover Facility. Kartografi av B. Cole,. Större bild.
Påverkan på jordbruket:
Boskapen har samma ögon- och andningsproblem som beskrivs ovan för människor. Djur som matar av bete kan bli oförmögna att äta om asken täcker deras matkälla. De som äter från en asktäckt matkälla lider ofta av ett antal sjukdomar. Jordbrukare i områden med askafall kan behöva tillhandahålla extra foder till sina djur, evakuera dem eller skicka dem till tidig slakt.
En ashfall på bara några millimeter orsakar vanligtvis inte allvarliga skador på betesmarker och grödor. Tjockare askansamlingar kan dock skada eller döda växter och betesmarker. Tjocka ansamlingar kan skada jorden genom att döda mikrofyt och blockera inträde av syre och vatten. Detta kan resultera i ett sterilt jordtillstånd.
Vulkanisk askfallsskada: Byggnader skadade av en våt ask. USGS-bild. Större bild.
Vulkanisk aska: USGS-video som förklarar vulkanisk askas inverkan på flygtrafiken.
Påverkan på byggnader:
Torr ask väger ungefär tio gånger tätheten för nysnö. En tjock askfall på byggnadens tak kan överbelasta den och få den att kollapsa (se bild). De flesta byggnader är inte utformade för att stödja denna extra vikt.
Omedelbart efter ett kraftigt askfall är ett av de prioriterade jobben att rensa asken från byggnadens tak. Om regn faller innan asken avlägsnas kan den absorberas av asken och öka vikten. Våt aska kan ha en täthet på tjugo gånger så mycket som nysnön.
Vulkanisk aska kan fylla rännorna på en byggnad och täppa ner kärnorna. Asken ensam kan vara mycket tung, och om den blir våt från regn kommer vikten ofta att dra rännor från husen. Ask i kombination med vatten kan vara frätande mot takmaterial av metall. Våt ask är också en ledare, och när den samlas runt de yttre elektriska elementen i en byggnad kan det leda till allvarliga skador eller skador.
Luftkonditioneringsapparater och luftbehandlingssystem kan misslyckas eller skadas om deras filter är igensatta eller deras ventiler täcks av vulkanisk aska. Rörliga delar på utrustningen kan bäras snabbt om slipande aska kommer mellan dem.
Påverkan på apparater:
Fin ask och damm kan infiltrera i byggnader och orsaka problem med apparater. Den slipande asken kan ge ovanligt slitage på de rörliga delarna inom elmotorer. Dammsugare, ugnar och datorsystem är särskilt sårbara eftersom de bearbetar mycket luft.
Mörker på grund av vulkanisk askfall: Ask i luften kan blockera solljus och göra områden under en askplommon mörk under mitten av dagen. Soufriere Hills vulkan, bild från 1997. USGS bild. Större bild.
Påverkan på kommunikation:
Vulkanisk aska kan ha en elektrisk laddning som stör radiovågor och andra sändningar som sänds genom luften. Radio-, telefon- och GPS-utrustning kanske inte kan skicka eller ta emot signaler med en utbrott vulkan i närheten. Askan kan också skada fysiska anläggningar som ledningar, torn, byggnader och utrustning som behövs för att stödja kommunikation.
Påverkan på elproduktionsanläggningar:
Vulkanisk aska kan orsaka avstängning av kraftgenererande anläggningar. Dessa anläggningar stängs ibland av för att undvika skador från askan. De kan stanna kvar tills asken har tagits bort. Detta skyddar nödvändig utrustning från fel men stör energitjänsten för miljoner människor.
Vulkanisk aska på bilar vid Clark Air Base på Filippinerna efter utbrottet av Mount Pinatubo 1991. Denna parkeringsplats ligger cirka 25 kilometer öster om utbrottet och fick cirka 9 centimeter aska. USGS-bild av R.P. Hoblitt. Större bild.
Påverkan på marktransporter:
Den första inverkan på transporten är en begränsning av synligheten. Askan fyller luften och blockerar solljus. Det kan vara så mörkt som natten mitt på dagen. Askan täcker också vägmarkeringar. Bara en millimeter aska kan dölja centrum och baslinjer på en motorväg.
En annan inverkan är på bilar. De bearbetar enorma mängder luft som kommer att innehålla vulkaniskt damm och aska. Detta fångas initialt av luftfiltret, men det kan snabbt överväldigas. Därefter går slipdamm in i motorn för att skada noggrant bearbetade delar och täppa till små öppningar.
Vulkansk aska samlas på vindrutorna på bilar, vilket skapar ett behov av att använda torkarna. Om torkarna används kan den slipande asken mellan vindrutan och torkarna repa fönstret och ibland skapa en frostad yta som är omöjlig att se igenom.
Vulkaniskt damm och aska som täcker vägarna kan leda till förlust av dragkraft. Om vägarna blir våta förvandlas den torra asken till en mycket halt lera. Vägar och gator måste skjutas ut som om en snö som inte smälter har fallit.
Ashfall-lager på Filippinerna: A) Avsnitt på bron Santo Tomas River norr om San Narciso, Zambales; 32 km väster-sydväst om vent. Skikt A är 8 mm sandstor ask. lager B är 4 mm mestadels fin ask. Observera svag normal gradering av skikt C och spridda grova kluster på avlagringsytan.
B) Tephra-fall avsättningar på obefogad väg längs floden Marella 10,5 km sydväst om vent. Skikt A, cirka 4 cm tjockt, består av grov ask och fina lapiller; lager B består av flera tunna asklager; skikt C är 33 cm tjockt och är det tjockaste avsnittet av den klimataktiga pimpsten-fällning som hittills hittats. Observera normal klassificering totalt sett, men 2 cm pimpsten lapillus uppe till vänster. Skikt D består av två 3- till 4 cm tjocka bäddar av fin aska separerade med en bädd av vattenbearbetad pimpsten.
C) Tephra avsätter sig på obefogad väg cirka 9 km sydost om vent, norr om Gumain River. Skikt B är 23 cm tjockt och består av många graderade askbäddar; skikt C är 31 cm tjockt och har två zoner i nedre delen med mindre fina askbeläggningar.
D) Avsnitt vid munningen av Pasig River Canyon cirka 15 km öster om vent. Skikt B är 10 cm tjockt och skikt C är cirka 18 cm tjockt; notera aska-rika zoner som sticker ut på grund av ökad sammanhållning. USGS-bilder av W.E. Scott och J.J. Större. Större bild.
Påverkan på lufttransporter:
Moderna jetmotorer bearbetar enorma mängder luft. De drar luft in i framsidan av motorn och tappar ut den bakifrån. Om vulkanisk aska dras in i en jetmotor kan den värmas upp till temperaturer som är högre än askens smälttemperatur. Askan kan smälta i motorn, och den mjuka klibbiga produkten kan fastna på motorns insida. Detta begränsar luftflödet genom motorn och lägger till vikten i planet.
Vulkanisk aska har lett till motorfel på några få plan. Lyckligtvis kunde piloterna landa säkert med sina återstående motorer. Idag övervakas vulkanerna för tecken på utbrott, och plan dirigeras runt områden som kan innehålla luftburen ask.
Vulkanisk aska upphängd i luften kan ha en slipande effekt på flygplan som flyger genom den med hundratals kilometer i timmen. Vid dessa hastigheter kan askpartiklar som påverkar vindrutan sandblästra ytan till en frostad yta som döljer pilots utsikten. Sandblästringen kan också ta bort färg och gropmetall på näsan och på vingarnas främre kanter och navigationsutrustning.
På flygplatser uppstår samma problem med banor som man ser på vägar. Markeringarna på banor kan täckas med aska. Flygplan kan förlora dragkraft vid landning och start. Och asken måste tas bort innan operationerna återgår till det normala.
Internationella civila luftfartsorganisationen erkände behovet av att hålla piloter och flygledare informerade om vulkaniska faror. För att göra det arbetade de med myndigheter för att upprätta flera vulkaniska aska-rådgivningscenter. Dessa centra övervakar vulkanisk aktivitet och rapporterar om askar i deras övervakningsområde.
Vulkanisk aska: USGS-video som förklarar vulkanisk askas inverkan på flygtrafiken.
Påverkan på vattenförsörjningssystem:
Vattenförsörjningssystem kan påverkas av askar. Där ett samhälle använder en öppen vattentillförsel som en flod, behållare eller sjö, kommer den fallna asken att bli ett hängande material i vattenförsörjningen som måste filtreras ut före användning. Bearbetning av vatten med upphängd slipande aska kan skada pumpar och filtreringsutrustning.
Askan kan också orsaka tillfälliga förändringar i vattnets kemi. Ask i kontakt med vatten kan sänka pH och öka koncentrationen av joner som lakas ut från askmaterialet. Dessa inkluderar: Cl, SO4, Na, Ca, K, Mg, F och många andra.
Påverkan på avloppsvattensystem:
Ask som faller på gatorna kommer omedelbart in i stormavloppssystemet. Om askbelagt avloppsvatten bearbetas kan den upphängda asken överbelasta utrustning och filter och orsaka skador på pumpar och ventiler. Det blir också ett avfallsproblem. Lera eller slam med aska kan härdas till ett material som liknar betong.
Planering för Volcanic Ash
Gemenskaper som ligger nära eller medvind av vulkaner med potential att producera askutbrott bör beakta den potentiella effekten av vulkanaska och planera för sätt att hantera den och minimera dess effekter. Det är mycket lättare att bli utbildad om ett problem och vidta åtgärder i förväg än att vara inför ett enormt problem utan varning.