Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.4: Вулканічні небезпеки

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    36238

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Існує два класи вулканічних небезпек, прямий і непрямий. Пряма небезпека - це сили, які безпосередньо вбивають або травмують людей, або знищують майно або середовище існування дикої природи. Непрямі небезпеки - це викликані вулканізмом зміни навколишнього середовища, які призводять до лиха, голоду або деградації середовища проживання. Підраховано, що непрямі наслідки вулканізму становили приблизно 8 мільйонів смертей в історичні часи, тоді як прямі ефекти становили менше 200 000, або 2,5% від загальної кількості. Деякі з найбільш важливих видів вулканічних небезпек зведені в таблиці 4.3.

    Таблиця 4.3 Короткий опис важливих вулканічних небезпек
    [Пропустити таблицю]
    Тип Опис Ризик
    Тефра викидів Дрібні частинки вулканічної породи, що викидаються в атмосферу
    • Проблеми з диханням у деяких людей
    • Значне похолодання клімату, що призводить до неврожаю та голоду
    • Пошкодження літака
     
    Викиди газу Викид газів до, під час і після виверження
    • Кліматичне охолодження, що призводить до невдачі врожаю та голоду
    • У деяких випадках широко поширене отруєння
     
    Струм пірокластичної щільності Дуже гаряча (кілька 100° C) суміш газів та вулканічних фрагментів (тефра), яка швидко тече (до 100 кілометрів на годину (км/год) вниз по стороні вулкана Надзвичайна небезпека — руйнує що-небудь на шляху
    пірокластичне падіння Вертикальне падіння тефри в районі, що оточує виверження
    • Товсте покриття тефри районів, близьких до виверження (від 1 км до 10-ти кілометрів)
    • Звалилися дахи
     
    Лахар Потік бруду та сміття вниз по каналу, що веде від вулкана, спровокований або виверженням, або сильним дощем Серйозний ризик руйнування для чого-небудь в каналі - потоки бруду Лахар може рухатися зі швидкістю 10 с км/год
    Обвал сектора/лавина сміття Провал частини вулкана, або через виверження, або з якоїсь іншої причини, що призводить до провалу великої частини вулкана Серйозний ризик руйнування за що завгодно на шляху лавини уламків
    Лавовий потік Потік лави подалі від вулканічного вентиляційного отвору Люди та інфраструктура під загрозою, але потоки лави, як правило, повільні (менше км/год) і їх відносно легко уникнути

    Викиди вулканічного газу та тефри

    Великі обсяги тефри (уламків гірських порід, переважно пемзи) і газів виділяються під час великих плінських вивержень (великі вибухові виверження з колонами гарячого газу і тефри, що простягаються в стратосферу) на композитних вулканах, і великий обсяг газу виділяється під час деякі дуже великі об'ємні виверження. Одним з основних ефектів є охолодження клімату на 1° до 2° C протягом декількох місяців до декількох років, оскільки частинки пилу, крихітні крапельки та частинки сполук сірки блокують сонце. Останнє значуща подія такого типу було в 1991 і 1992 роках після великого виверження гори Пінатубо на Філіппін. Зниження температури на 1° до 2° C може здатися не дуже великим, але це середня глобальна кількість охолодження, і охолодження було набагато більш суворим в деяких регіонах і в деяких випадках.

    Протягом восьмимісячного періоду в 1783 і 1784 роках на вулкані Лакі в Ісландії відбулося масове виверження. Незважаючи на те, що було відносно мало вулканічного попелу, величезна кількість діоксиду сірки була викинута в атмосферу разом зі значним обсягом плавикової кислоти (HF). Сульфатні аерозолі, що утворилися в атмосфері, призвели до різкого охолодження в північній півкулі. У Європі та Північній Америці сталися серйозні невдачі врожаю, і загалом 6 мільйонів людей померли від голоду та респіраторних ускладнень. В Ісландії отруєння від HF призвело до загибелі 80% овець, 50% великої рогатої худоби, а послідуючий голод разом з отруєнням HF призвів до понад 10 000 людських смертей - близько 25% населення.

    Вулканічний попіл також може мати серйозні наслідки для літаків, оскільки він може знищити реактивні двигуни. Наприклад, понад 5 мільйонів пасажирів авіакомпанії були порушені виверженням вулкана Eyjafjallajökull 2010 в Ісландії.

    Пірокластичні струми щільності

    У типовому вибуховому виверженні на композитному вулкані тефра і гази викидаються з вибуховою силою і досить гарячі, щоб їх змусили високо в атмосферу. У міру того, як виверження триває, і кількість газу в зростаючій магмі починає зменшуватися, частини будуть важче повітря, і вони потім можуть стікати вниз по флангах вулкана (рис.\(\PageIndex{1}\)). У міру спуску вони більше охолоджуються і течуть швидше, досягаючи швидкості до декількох сотень кілометрів на годину. Струм пірокластичної щільності (PDC) складається з тефри розміром від валунів до мікроскопічних осколків скла (складаються з країв і стиків бульбашок зруйнованої пемзи), плюс газів (переважають водяна пара, але також включаючи інші гази). Температура цього матеріалу може досягати 1000° C. серед найвідоміших PDC є той, який знищив Помпеї в 79 році н.е., вбивши приблизно 18 000 людей, і той, який знищив місто Сен-П'єр, Мартініка, в 1902 році, вбивши приблизно 30 000.

    Плавучі верхні частини струмів пірокластичної щільності можуть протікати над водою, в деяких випадках протягом декількох кілометрів. У 1902 р. Сент-П'єр PDC витік у гавань міста і знищив кілька дерев'яних кораблів, що стояли на якорі.

    \(\PageIndex{1}\)Малюнок Плініанське виверження гори Майон, Філіппіни. в 1984 році. Хоча більша частина стовпа виверження піднімається в атмосферу, існують пірокластичні струми щільності, що стікають по сторонам вулкана в декількох місцях.

    Пірокластичні падіння

    Велика частина тефри від вибухового виверження піднімається високо в атмосферу, а частина її поширюється навколо Землі висотними вітрами. Більші компоненти (більше 0,1 мм), як правило, падають відносно близько до вулкана, а кількість, вироблена великими виверженнями, може спричинити серйозні збитки та жертви. Велике виверження гори Пінатубо 1991 року на Філіппін призвело до накопичення десятків сантиметрів попелу на полах і на дахах будинків в навколишньому населеному регіоні. Сильні тайфунні дощі, які потрапили на острів одночасно, додали ваги тефри, що призвело до обвалу тисяч дахів і щонайменше 300 з 700 смертей, пов'язаних з виверженням.

    Лахар

    Лахар - це будь-який селевий потік або сміття потік, який пов'язаний з вулканом. Більшість викликані таненням снігу та льоду під час виверження, як це було у випадку з лахаром, який зруйнував колумбійське місто Армеро в 1985 році (описано раніше). Лахари також можуть статися, коли немає виверження вулкана, і одна з причин полягає в тому, що, як ми бачили, композитні вулкани, як правило, слабкі і легко розмиваються.

    У жовтні 1998 року ураган 5 категорії «Мітч» врізався в узбережжі центральної Америки. Пошкодження було великим, і 19,000 людей загинули не стільки через сильний вітер, скільки через інтенсивні опади - деякі регіони отримали майже 2 м дощу протягом декількох днів! Селі та потоки сміття траплялися в багатьох районах, особливо в Гондурасі та Нікарагуа. Прикладом є вулкан Касіта в Нікарагуа, де сильні дощі послабили гірські породи та вулканічні сміття на верхніх схилах, в результаті чого потік сміття, який швидко будувався в обсязі, коли він мчав вниз по крутому схилу, а потім розірвав через міста Ель-Порвенір та Роландо Родрігес, вбиваючи понад 2,000 люди (Малюнок\(\PageIndex{2}\)). Ель-Порвенір та Роландо Родрігес були новими містами, які були побудовані без схвалення планування в районі, який, як відомо, загрожує лахарів.

    Малюнок\(\PageIndex{2}\) Частина шляху Лахар від вулкана Касіта, 30 жовтня 1998 року.

    Сектор колапс і лавина сміття

    У контексті вулканів обвал сектора або фланговий обвал - це катастрофічний провал значної частини існуючого вулкана, що створює велике сміття лавини. Ця небезпека була вперше визнана з провалом північної сторони гори Сент-Хеленс безпосередньо перед великим виверженням 18 травня 1980 року. За тижні до виверження на стороні вулкана утворилася велика опуклість, внаслідок перенесення магми з глибини в тіло магми супутника всередині самої гори. Рано вранці 18 травня поблизу стався помірний землетрус; вважається, що це дестабілізувало опуклість, що призвело до найбільшого на Землі коли-небудь спостерігався провал схилу. Невдача цієї частини вулкана викрила підлеглу магнітну камеру супутника, внаслідок чого вона вибухнула вбік, яка потім оголила трубопровід, що веде до магматичної камери нижче. В результаті плінське виверження - з 24-кілометровою колоною виверження - тривало дев'ять годин.

    У серпні 2010 року масивна частина флангу гори Мігер поступилася місцем і близько 48 мільйонів кубічних метрів (м 3) скелі кинулися вниз по долині, один з найбільших провал схилів в Канаді в історичні часи (рис.\(\PageIndex{3}\)). За останні 8000 років на горі Мігер відбулося понад 25 невдач схилів, деякі з них більш ніж в 10 разів перевищують невдачу 2010 року.

    Малюнок\(\PageIndex{3}\) Серпнева 2010 гора Мізерна скеля лавини, показуючи, де виникла гірка (стрілка, 4 км вгору за течією), її шлях вниз по крутій вузькій долині, і поле сміття (і потік, який врешті-решт прорізав його) на передньому плані.

    Лавові потоки

    Як ми бачили у Вправі 4.4, потоки лави на вулканах, таких як Кілауеа, просуваються не дуже швидко, і в більшості випадків люди можуть зійти з дороги. Звичайно, рухатися інфраструктура складніше, тому будівлі та дороги, як правило, є основними жертвами лавових потоків.

    Вправа 4.5 Вулканічні небезпеки в Скваміші
    Малюнок\(\PageIndex{4}\)

    Місто Скваміш розташований приблизно в 10 км від гори Гарібальді, як показано на фото. Якби гора Гарібальді вибухнула, яка з наступних небезпек може стати проблемою для людей у Скваміші та навколо нього? Поясніть, чому чи чому ні.

    1. Емісія тефри.
    2. Газові викиди.
    3. Пірокластична щільність струму.
    4. Пірокластичне падіння.
    5. Лахар.
    6. Розвал сектора.
    7. Лавовий потік.

    Див Додаток 3 для вправ 4.5 відповіді.

    Атрибуції ЗМІ