Innehåll
Detta är en av flera lavaströmmar i Prince Avenue-flödet som skurar genom skogen mellan tvärgatorna Paradise och Orchid. Lavaströmmen är cirka 3 meter bred. (Kalapana / Royal Gardens, Hawaii). Bild av USGS. Förstora bild
Vulkaniska faror
Vulkaner kan vara spännande och fascinerande, men också mycket farliga. Varje slags vulkan kan skapa skadliga eller dödliga fenomen, vare sig det är under ett utbrott eller en stillhetstid. Att förstå vad en vulkan kan göra är det första steget för att mildra vulkanrisker, men det är viktigt att komma ihåg att även om forskare har studerat en vulkan i årtionden, vet de inte nödvändigtvis allt den kan. Vulkaner är naturliga system och har alltid ett element av oförutsägbarhet.
Vulkanologer arbetar alltid för att förstå hur vulkaniska faror uppträder och vad som kan göras för att undvika dem. Här är några av de vanligare farorna, och några av de sätt som de bildas och uppför sig. (Observera att detta endast är tänkt som en källa till grundläggande information och inte bör behandlas som en överlevnadsguide av dem som bor nära en vulkan. Lyssna alltid på varningarna och informationen från dina lokala vulkanologer och civila myndigheter.)
Lava Flows
Lava är smält sten som rinner ut från en vulkan eller vulkanisk ventil. Beroende på dess sammansättning och temperatur kan lava vara mycket flytande eller mycket klibbig (viskös). Vätskeflödena är varmare och rör sig snabbast; de kan bilda bäckar eller floder, eller sprida ut över landskapet i lober. Viskösa flöden är kallare och reser kortare avstånd och kan ibland byggas upp i lavakupplar eller pluggar; kollaps av flödesfronter eller kupoler kan bilda pyroklastiska täthetsströmmar (diskuteras senare).
De flesta lavaflöden kan lätt undvikas av en person till fots, eftersom de inte rör sig mycket snabbare än gånghastighet, men ett lavaflöde kan vanligtvis inte stoppas eller avledas. Eftersom lavaflöden är extremt varma - mellan 1 000-2 000 ° C (1 800 - 3 600 ° F) - kan de orsaka allvarliga brännskador och ofta bränna vegetation och strukturer. Lava som flyter från en ventil skapar också enorma mängder tryck, som kan krossa eller begrava vad som fortfarande överlever.
Pyroklastiska flödesavlagringar som täcker den gamla staden Plymouth på den karibiska ön Montserrat. Bild copyright iStockphoto / S. Hannah. Förstora bild
Pyroklastiskt flöde vid Mount St. Helens, Washington, 7 augusti 1980. Bild av USGS. Förstora bild
Pyroklastiska täthetsströmmar
Pyroklastiska täthetsströmmar är ett explosivt erptivt fenomen. De är blandningar av pulveriserat berg, aska och heta gaser och kan röra sig med hastigheter på hundratals mil per timme. Dessa strömmar kan spädas ut, som i pyroklastiska vågor eller koncentreras, som i pyroklastiska flöden. De är tyngdkraftsdrivna, vilket innebär att de flyter nedför sluttningarna.
En pyroklastisk våg är en utspädd, turbulent densitetsström som vanligtvis bildas när magma interagerar explosivt med vatten. Kirurgier kan färdas över hinder som dalväggar och lämna tunna avlagringar av aska och sten som draperar över topografin. Ett pyroklastiskt flöde är ett koncentrerat lavin av material, ofta från en kollaps av en lavakuppel eller utbrottskolonn, vilket skapar massiva avlagringar som sträcker sig i storlek från ask till stenblock. Pyroklastiska flöden är mer benägna att följa dalar och andra fördjupningar, och deras avsättningar fyller denna topografi. Ibland kommer emellertid den övre delen av ett pyroklastiskt flödesmoln (som oftast är aska) att lossna från flödet och resa på egen hand som en våg.
Pyroklastiska täthetsströmmar av något slag är dödliga. De kan resa korta avstånd eller hundratals mil från deras källa och röra sig med hastigheter upp till 1 000 km / tim. De är extremt varma - upp till 400 ° C. Hastigheten och kraften hos en pyroklastisk täthetsström, i kombination med dess värme, innebär att dessa vulkaniska fenomen vanligtvis förstör allt i deras väg, antingen genom att bränna eller krossa eller båda. Allt som fångats i en pyroklastisk täthetsström skulle brännas kraftigt och pummelas av skräp (inklusive rester av oavsett flöde som reste över). Det finns inget sätt att undkomma en pyroklastisk täthetsström än att inte vara där när det händer!
Ett olyckligt exempel på förstörelsen orsakad av pyroklastisk täthetströmmar är den övergivna staden Plymouth på den karibiska ön Montserrat. När Soufrière Hills-vulkanen började bryta ut våldsamt 1996, reste pyroklastiska täthetströmmar från utbrottmoln och lavakupplappar ner dalar där många människor hade sina hem och översvämmade staden Plymouth. Den delen av ön har sedan dess förklarats till en zon utan inresa och evakuerats, även om det fortfarande är möjligt att se resterna av byggnader som har slagits ner och begravts, och föremål som har smält av värmen från de pyroklastiska täthetsströmmarna .
Mount Pinatubo, Filippinerna. Vy över World Airways DC-10 flygplan inställning på svansen på grund av vikten av 15 juni 1991 aska. Cubi Point Naval Air Station. USN-foto av R. L. Rieger. 17 juni 1991. Förstora bild
Pyroklastiska fall
Pyroklastiska fall, även känd som vulkaniskt nedfall, inträffar när tephra - fragmenterad berg som sträcker sig i storlek från mm till tiotals cm (bråkdelar av tum till fötter) - kastas ut från en vulkanisk ventil under ett utbrott och faller till marken långt från ventilen. Faller är vanligtvis förknippade med pliniska erptiva kolumner, askmoln eller vulkaniska plummar. Tephra i pyroklastiska fallfall kan ha transporterats bara ett kort avstånd från ventilen (några meter till flera km), eller, om den injiceras i den övre atmosfären, kan den cirkla runt jordklotet. Alla typer av pyroklastiska fallfall kommer att mantla eller drapera sig över landskapet och minskar i både storlek och tjocklek ju längre bort det är från dess källa.
Tephra-fall är vanligtvis inte direkt farliga om inte en person är tillräckligt nära ett utbrott för att drabbas av större fragment. Effekterna av fall kan dock vara. Ask kan kväva vegetation, förstöra rörliga delar i motorer och motorer (särskilt i flygplan) och repa ytor. Scoria och små bomber kan bryta känsliga föremål, stanna metaller och bli inbäddade i trä. Vissa pyroklastiska fall innehåller giftiga kemikalier som kan absorberas i växter och lokala vattenförsörjning, vilket kan vara farligt för både människor och boskap. Huvudfaren för pyroklastiska fall är deras vikt: tephra i alla storlekar består av pulveriserat berg och kan vara extremt tungt, särskilt om det blir vått. De flesta skador som orsakats av fall inträffar när våt aska och scoria på byggnadens tak får dem att kollapsa.
Pyroklastiskt material som injiceras i atmosfären kan ha globala såväl som lokala konsekvenser. När volymen på ett utbrottmoln är tillräckligt stor, och molnet sprids tillräckligt långt med vind, kan pyroklastiskt material faktiskt blockera solljus och orsaka tillfällig kylning av jordens yta. Efter utbrottet av berget Tambora 1815 nådde så mycket pyroklastiskt material kvar och förblev i jordens atmosfär att globala temperaturer sjönk i genomsnitt cirka 0,5 ° C (~ 1,0 ° F). Detta orsakade världsomspännande incidenser av extremt väder och ledde 1816 till att bli känt som året utan en sommar.
Stor stenblock som bärs i lahar flöde, Muddy River, öster om Mount St. Helens, Washington. Geologer för skala. Foto av Lyn Topinka, USGS. 16 september 1980. Förstora bilden
lahars
Lahars är en specifik typ av lera som består av vulkaniskt skräp. De kan bildas i ett antal situationer: när liten lutning kollapsar samlar vatten på väg nerför en vulkan, genom snabb smältning av snö och is under ett utbrott, från kraftigt regn på lösa vulkaniska skräp, när en vulkan bryter ut genom en krater sjö, eller när en kratersjö dräneras på grund av överflöd eller vägg kollaps.
Lahar flyter som vätskor, men eftersom de innehåller suspenderat material har de vanligtvis en konsistens som liknar våt betong. De flyter nedför och kommer att följa fördjupningar och dalar, men de kan sprida sig om de når ett plant område. Lahars kan resa med hastigheter över 80 km / h (50 mph) och nå avstånd dussintals mil från deras källa. Om de genererades av ett vulkanutbrott kan de hålla tillräckligt med värme för att fortfarande vara 60-70 ° C (140-160 ° F) när de kommer till vila.
Lahar är inte lika snabba eller heta som andra vulkaniska faror, men de är extremt förstörande. De kommer antingen att bulldosera eller begrava vad som helst på deras väg, ibland i fynd som är dussintals meter tjocka. Vad som inte kan komma ut ur en lahars-väg kommer antingen att sopas bort eller begravas. Lahars kan emellertid detekteras i förväg av akustiska (ljud) skärmar, vilket ger människor tid att nå hög mark; de kan också ibland kanaliseras bort från byggnader och människor genom konkreta hinder, även om det är omöjligt att stoppa dem helt.
Lake Nyos, Kamerun, gasutsläpp 21 augusti 1986. Dött nötkreatur och omgivande föreningar i byn Nyos. 3 september 1986. Bild av USGS. Förstora bild
Svaveldioxid som emitterar från fumaroler i svavelbankerna vid toppen av Kilauea Volcano, Hawaii. Förstora bild
gaser
Vulkaniska gaser är förmodligen den minst pråliga delen av ett vulkanutbrott, men de kan vara ett av de mest dödliga effekterna av utbrott. Det mesta av gasen som släpps ut i ett utbrott är vattenånga (H2O), och relativt ofarliga, men vulkaner producerar också koldioxid (CO2), svaveldioxid (SO2), vätesulfid (H2S) fluorgas (F2vätefluorid (HF) och andra gaser. Alla dessa gaser kan vara farliga - till och med dödliga - under rätt förhållanden.
Koldioxid är inte giftigt, men den förtränger normal syrebärande luft och är luktfri och färglös. Eftersom den är tyngre än luft, samlas den i depressioner och kan kväva människor och djur som vandrar in i fickorna där den har förskjutit normal luft. Det kan också upplösas i vatten och samlas i sjöens botten; i vissa situationer kan vattnet i dessa sjöar plötsligt bryta ut enorma bubblor av koldioxid och döda vegetation, boskap och människor som bor i närheten. Detta var fallet i välten av sjön Nyos i Kamerun, Afrika 1986, där ett utbrott av CO2 från sjön kvävde mer än 1 700 människor och 3 500 djur i närliggande byar.
Svaveldioxid och vätesulfid är båda svavelbaserade gaser, och till skillnad från koldioxid har de en distinkt sur, ruttet ägglukt. SÅ2 kan kombineras med vattenånga i luften för att bilda svavelsyra (H2SÅ4), en frätande syra; H2S är också mycket surt och extremt giftigt även i små mängder. Båda syrorna irriterar mjuka vävnader (ögon, näsa, hals, lungor, etc.), och när gaserna bildar syror i tillräckligt stora mängder, blandas de med vattenånga för att bilda dimma eller vulkanisk dimma, vilket kan vara farligt att andas och orsaka skador på lungor och ögon. Om svavelbaserade aerosoler når den övre atmosfären, kan de blockera solljus och störa ozon, som har både kort- och långsiktiga effekter på klimatet.
En av de otäckaste, även om mindre vanliga gaser som frigörs av vulkaner är fluorgas (F2). Denna gas är gulbrun, frätande och extremt giftig. Som CO2, det är tätare än luft och tenderar att samlas i låga områden. Dess följesyra, vätefluorid (HF), är starkt frätande och giftig och orsakar fruktansvärda inre brännskador och attackerar kalcium i skelettet. Även efter att synlig gas eller syra har försvunnit kan fluor absorberas i växter och kan förgifta människor och djur under långa perioder efter ett utbrott. Efter Laki-utbrottet 1783 på Island orsakade fluorförgiftning och hungersnöd dödsfallen till mer än hälften av landets djur och nästan en fjärdedel av dess befolkning.
Om författaren
Jessica Ball är en doktorand vid Institutionen för geologi vid State University of New York i Buffalo. Hennes koncentration är i vulkanologi, och hon undersöker för närvarande lavakupplingen kollapsar och pyroklastiska flöden. Jessica fick sin kandidatexamen från College of William and Mary och arbetade ett år på American Geological Institute i Education / Outreach-programmet. Hon skriver också Magma Cum Laude-bloggen, och på vilken fritid hon har kvar åtnjuter hon bergsklättring och spelar olika snöreinstrument.