المخاطر البركانية | تدفقات الحمم البركانية ، Lahars ، الغازات ، البيروقراطية

المحتوى

• المخاطر البركانية
• تدفق الحمم البركانية
• التيارات الكثافة البيروقراطية
• بيرلاستيكس فولز
• الانهيارات
• الغازات
• نبذة عن الكاتب

هذا هو واحد من العديد من تيارات الحمم البركانية في شارع برينس أفينيو التي تتدفق عبر الغابة بين شوارع الجنة وأوركيد المتقاطعة. يبلغ تيار الحمم حوالي 3 أمتار (10 أقدام). (كالابانا / الحدائق الملكية ، هاواي). صورة من هيئة المسح الجيولوجي الامريكية. تكبير الصورة

المخاطر البركانية

يمكن أن تكون البراكين مثيرة ورائعة ، ولكن أيضا خطيرة للغاية. أي نوع من البركان قادر على خلق ظواهر ضارة أو مميتة ، سواء أثناء ثوران أو فترة من الهدوء. إن فهم ما يمكن أن يفعله البركان هو الخطوة الأولى في التخفيف من المخاطر البركانية ، لكن من المهم أن نتذكر أنه حتى لو درس العلماء البركان لعقود من الزمن ، فإنهم لا يعرفون بالضرورة كل ما هو قادر عليه. البراكين أنظمة طبيعية ، ولديها دائمًا بعض عناصر عدم القدرة على التنبؤ.

يعمل علماء البراكين دائمًا على فهم كيفية سلوك الأخطار البركانية ، وما الذي يمكن فعله لتجنبها. فيما يلي بعض المخاطر الأكثر شيوعًا ، وبعض الطرق التي يتم تشكيلها وتصرفها. (يرجى ملاحظة أن هذا هو المقصود كمصدر للمعلومات الأساسية فقط ، ويجب ألا يعامل كدليل البقاء على قيد الحياة من قبل أولئك الذين يعيشون بالقرب من بركان. دائما الاستماع إلى التحذيرات والمعلومات الصادرة عن علماء البراكين والسلطات المدنية المحلية الخاصة بك.)

تدفق الحمم البركانية

الحمم الصخرية المنصهرة التي تتدفق من بركان أو تنفيس بركاني. اعتمادا على تكوينها ودرجة الحرارة ، يمكن أن تكون الحمم شديدة السوائل أو لزجة للغاية (لزج). تدفقات السوائل تكون أكثر سخونة وتتحرك بشكل أسرع. يمكن أن تشكل مجاري أو أنهار ، أو تنتشر عبر المناظر الطبيعية في الفصوص. تكون التدفقات اللزجة أكثر برودة وتنقل مسافات أقصر ، ويمكن أن تتراكم أحيانًا في قبب أو سدادات للحمم البركانية ؛ يمكن أن يشكل انهيار جبهات التدفق أو القباب تيارات كثرة الحمم البركانية (نوقش لاحقًا).

يمكن بسهولة تجنب معظم تدفقات الحمم البركانية من قبل أي شخص سيرا على الأقدام ، لأنها لا تتحرك بشكل أسرع بكثير من سرعة المشي ، ولكن لا يمكن وقف تدفق الحمم البركانية أو تحويلها عادة. نظرًا لأن تدفقات الحمم البركانية شديدة السخونة - بين 1000 و 2000 درجة مئوية (1800 - 3600 درجة فهرنهايت) - يمكن أن تسبب حروقًا شديدة وغالبًا ما تحرق النباتات والأبنية. كما تسبب الحمم البركانية المتدفقة من فتحة التهوية كميات هائلة من الضغط ، والتي يمكن أن تسحق أو تدفن ما تبقى من الحرق.

رواسب التدفق البيرلاستيكية التي تغطي مدينة بليموث القديمة في جزيرة مونتسيرات الكاريبية. حقوق الطبع والنشر للصور iStockphoto / S. Hannah. تكبير الصورة

تدفق البيرلاستيك في جبل سانت هيلينز ، واشنطن ، 7 أغسطس 1980. صورة USGS. تكبير الصورة

التيارات الكثافة البيروقراطية

تيارات الكثافة البيروقراطية هي ظاهرة ثورانية متفجرة. إنها مزيج من الصخور المسحوقة والرماد والغازات الساخنة ، ويمكن أن تتحرك بسرعة مئات الأميال في الساعة. يمكن أن تكون هذه التيارات مخففة ، كما هو الحال في طفرات الحمم البركانية ، أو تتركز ، كما في تدفقات الحمم البركانية. إنها مدفوعة بالجاذبية ، مما يعني أنها تتدفق إلى أسفل المنحدرات.

طفرة الحمم البركانية عبارة عن تيار مخفف ومضطرب الكثافة يتشكل عادة عندما يتفاعل الصهارة مع الماء. يمكن أن تنتقل العواصف فوق عوائق مثل جدران الوادي ، وتترك رواسب رقيقة من الرماد والصخور تتسرب فوق التضاريس. تدفق الحمم البركانية عبارة عن انهيار جليدي مركَّز من المواد ، غالبًا ما يكون نتيجة انهيار قبة الحمم البركانية أو عمود الثوران ، مما يخلق رواسب ضخمة تتراوح في الحجم من الرماد إلى الصخور. من المرجح أن تتبع التدفقات البيروقراطية الوديان والاكتئاب الأخرى ، ورواسبها تضخ هذه التضاريس. ومع ذلك ، في بعض الأحيان ، فإن الجزء العلوي من سحابة تدفق الحمم البركانية (وهو في الغالب رماد) سينفصل عن التدفق ويسافر من تلقاء نفسه كصعود.

التيارات كثافة البيرلاستيك من أي نوع هي القاتلة. يمكنهم السفر لمسافات قصيرة أو مئات الأميال من مصدرها ، والتحرك بسرعات تصل إلى 1000 كيلومتر في الساعة (650 ميل في الساعة). فهي ساخنة للغاية - ما يصل إلى 400 درجة مئوية (750 درجة فهرنهايت). تعني سرعة وقوة تيار كثافة الحمم البركانية المصحوبة بحرارته ، أن هذه الظواهر البركانية تدمر عادة أي شيء في طريقها ، إما بالحرق أو التكسير أو كليهما. أي شيء يصادف في تيار كثافة الحمم البركانية سيحترق بشدة ويتعرض للحطام بسبب الحطام (بما في ذلك بقايا كل ما ينتقل إليه التدفق). لا توجد وسيلة للهروب من تيار كثافة الحمم البركانية بخلاف عدم وجودها عندما يحدث ذلك!

ومن الأمثلة المؤسفة على الدمار الناجم عن تيارات كثافة الحمم البركانية مدينة بليموث المهجورة في جزيرة مونتسيرات الكاريبية. عندما بدأ ثوران بركان سوفريير في الانفجار بعنف في عام 1996 ، سارت تيارات كثافة الحمم البركانية الناتجة عن السحب البركانية وقبة الحمم البركانية في الوديان التي كان فيها كثير من الناس منازلهم ، وغمرت مدينة بليموث. ومنذ ذلك الحين ، تم الإعلان عن هذا الجزء من الجزيرة وإخلائه ، على الرغم من أنه لا يزال من الممكن رؤية بقايا المباني التي تم طرقها ودفنها ، والأشياء التي ذابتها حرارة التيارات الكثافة البايروكلاستيكية. .

جبل بيناتوبو ، الفلبين. منظر لطائرة World Airways DC-10 على ذيلها بسبب وزن 15 يونيو 1991. محطة كوبي بوينت البحرية الجوية. صورة USN بواسطة R. L. Rieger. 17 يونيو 1991. تكبير الصورة

بيرلاستيكس فولز

تحدث السقوط البيرلاستيكية ، والمعروفة أيضًا بالتساقط البركاني ، عندما يتم إخراج الصخور المجزأة التي يتراوح حجمها من ملم إلى عشرات سم (من الكسور من البوصة إلى القدمين) من فتحة بركانية أثناء حدوث ثوران وسقوط على الأرض بعيدًا عن الأرض تنفيس. ترتبط السقوط عادةً بأعمدة ثوران Plinian أو سحب رماد أو أعمدة بركانية. قد يكون قد تم نقل التيفرا في رواسب السقوط البايرلاستيكية على بعد مسافة قصيرة فقط من فتحة التهوية (من بضعة أمتار إلى عدة كيلومترات) ، أو قد تطوق الكرة الأرضية إذا تم حقنها في الغلاف الجوي العلوي. أي نوع من رواسب سقوط الحمم البركانية سوف يبطئ أو يثب نفسه فوق المنظر الطبيعي ، وسيقلل في الحجم والسمك كلما كان بعيدًا عن مصدره.

عادةً ما لا يكون سقوط التيفرا خطيرًا بشكل مباشر ما لم يكن الشخص قريبًا بما يكفي من الانفجار الذي يصيبه شظايا أكبر. آثار السقوط يمكن أن يكون ، ولكن. يمكن أن يخمد الرماد الغطاء النباتي ، ويدمر الأجزاء المتحركة في المحركات والمحركات (خاصة في الطائرات) ، وخدش الأسطح. يمكن لسكوريا والقنابل الصغيرة تحطيم الأشياء الحساسة ، وتقليص المعادن وتصبح جزءا لا يتجزأ من الخشب. تحتوي بعض شلالات الحمم البركانية على مواد كيميائية سامة يمكن امتصاصها في النباتات وإمدادات المياه المحلية ، والتي يمكن أن تكون خطرة على كل من الناس والماشية. إن الخطر الرئيسي لسقوط الحمم البركانية هو وزنها: يتكون التيفرا من أي حجم من الصخور المسحوقة ، ويمكن أن يكون ثقيلًا للغاية ، خاصةً إذا تبلل. تحدث معظم الأضرار الناجمة عن السقوط عندما يتسبب في انهيار الرماد الرطب وسكوريا على أسطح المباني.

مادة البيرلاستيك المصبوبة في الغلاف الجوي قد تكون لها عواقب عالمية وكذلك محلية. عندما يكون حجم سحابة الاندفاع كبيرًا بما فيه الكفاية ، وتنتشر السحابة بعيدًا بما فيه الكفاية عن طريق الرياح ، فإن المواد البيروكلاستيكية قد تمنع بالفعل أشعة الشمس وتتسبب في تبريد مؤقت لسطح الأرض. في أعقاب ثوران جبل تامبورا في عام 1815 ، وصلت الكثير من المواد الحمم البركانية وظلت في الغلاف الجوي للأرض ، حيث انخفضت درجات الحرارة العالمية بمعدل 0.5 درجة مئوية (حوالي 1.0 درجة فهرنهايت). تسبب هذا في جميع أنحاء العالم من حالات الطقس القاسي ، وأدى 1816 ليكون المعروف باسم السنة بدون صيف.

صخرة كبيرة محمولة في نهر لار ، نهر مودي ، شرق جبل سانت هيلينز ، واشنطن. الجيولوجيون للقياس. تصوير لين توبينكا ، USGS. 16 سبتمبر 1980. تكبير الصورة

الانهيارات

Lahars هي نوع معين من التدفق الطيني يتكون من الحطام البركاني. يمكن أن تتشكل في عدد من المواقف: عندما ينهار المنحدر الصغير يجمع الماء في طريقه إلى أسفل بركان ، من خلال ذوبان الثلوج والجليد السريع أثناء الثوران ، من هطول الأمطار الغزيرة على الأنقاض البركانية الفضفاضة ، عندما ينفجر البركان عبر بحيرة فوهة البركان ، أو عندما تستنزف بحيرة الحفرة بسبب الفيضان أو انهيار الجدار.

يتدفق اللاهر مثل السوائل ، ولكن لأنها تحتوي على مواد معلقة ، عادة ما يكون لها اتساق مماثل للخرسانة الرطبة. تتدفق إلى أسفل وستتبع المنخفضات والوديان ، لكن يمكنها أن تنتشر إذا وصلت إلى منطقة مسطحة. يمكن أن يسافر Lahars بسرعات تزيد عن 80 كم / ساعة (50 ميلاً في الساعة) والوصول إلى مسافات على بعد عشرات الأميال من مصدرها. إذا تم توليدها عن طريق ثوران بركاني ، فقد تحتفظ بما يكفي من الحرارة لتبقى 60-70 درجة مئوية (140-160 درجة فهرنهايت) عندما تأتي للراحة.

Lahars ليست سريعة أو ساخنة مثل الأخطار البركانية الأخرى ، لكنها مدمرة للغاية. سيقومون إما بالتجريف أو دفن أي شيء في طريقهم ، وأحيانًا في رواسب سماكة عشرات الأقدام. كل ما لا يمكن الخروج من مسار البهجة سوف يتم إزالته أو دفنه. ومع ذلك ، يمكن اكتشاف Lahars مسبقًا بواسطة الشاشات الصوتية (الصوتية) ، والتي تمنح الناس وقتًا للوصول إلى أرض مرتفعة ؛ يمكن أيضًا توجيهها في بعض الأحيان بعيدًا عن المباني والأشخاص عن طريق حواجز خرسانية ، رغم أنه من المستحيل إيقافها تمامًا.

بحيرة نيوس ، الكاميرون ، إطلاق الغاز في 21 أغسطس 1986. الماشية الميتة والمجمعات المحيطة بها في قرية نيوس. 3 سبتمبر 1986. صورة من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. تكبير الصورة

ثاني أكسيد الكبريت المُصدر من فومارولس بانكس الكبريت في قمة بركان كيلوا ، هاواي. تكبير الصورة

الغازات

من المحتمل أن تكون الغازات البركانية هي الجزء الأقل إثارة للانفجار البركاني ، ولكنها يمكن أن تكون واحدة من الانفجارات الأكثر آثارًا مميتة. معظم الغاز المنطلق في ثوران بخار الماء (H₂O) ، وغير ضارة نسبيا ، ولكن البراكين تنتج أيضا ثاني أكسيد الكربون (CO₂) ، ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) ، كبريتيد الهيدروجين (H₂S) ، غاز الفلور (F₂) ، فلوريد الهيدروجين (HF) ، وغيرها من الغازات. كل هذه الغازات يمكن أن تكون خطرة - حتى مميتة - في الظروف المناسبة.

ثاني أكسيد الكربون ليس سامًا ، لكنه يحل محل الهواء الحامل للأكسجين الطبيعي ، وهو عديم الرائحة وعديم اللون. نظرًا لأنه أثقل من الهواء ، فإنه يتجمع في المنخفضات ويمكن أن يخنق الأشخاص والحيوانات الذين يتجولون في جيوب حيث قاموا بنقل الهواء الطبيعي. يمكن أيضًا أن يذوب في الماء ويتجمع في قيعان البحيرة ؛ في بعض الحالات ، يمكن للمياه في تلك البحيرات أن تندلع فجأة وفقاعات ضخمة من ثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى قتل النباتات والماشية والأشخاص الذين يعيشون في مكان قريب. كان هذا هو الحال في انقلاب بحيرة نيوس في الكاميرون ، أفريقيا في عام 1986 ، حيث اندلعت ثوران أكسيد الكربون₂ من البحيرة اختنق أكثر من 1700 شخص و 3500 من الماشية في القرى المجاورة.

ثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين هما غازات قائمة على الكبريت ، وخلافا لثاني أكسيد الكربون ، لها رائحة حمضية وبيضة فاسدة متميزة. وبالتالي₂ يمكن أن تتحد مع بخار الماء في الهواء لتشكيل حمض الكبريتيك (H₂وبالتالي₄) ، وحامض للتآكل. H₂S أيضا حمضية للغاية ، وسامة للغاية حتى بكميات صغيرة. كلا الحمضين يهيجان الأنسجة الرخوة (العينين والأنف والحنجرة والرئتين ، إلخ) ، وعندما تتشكل الغازات من الأحماض بكميات كبيرة بما فيه الكفاية ، فإنها تختلط مع بخار الماء لتكوين ضباب ، أو ضباب بركاني ، يمكن أن يكون خطيرًا في التنفس والتسبب الأضرار التي لحقت الرئتين والعينين. إذا وصل الهباء الجوي المعتمد على الكبريت إلى الغلاف الجوي العلوي ، فيمكنه منع أشعة الشمس والتدخل في الأوزون ، الذي له آثار قصيرة وطويلة الأجل على المناخ.

واحدة من الأسوأ ، على الرغم من أن الغازات الفلورية الأقل شائعة التي تصدرها البراكين₂). هذا الغاز بني مصفر ، تآكل وسامة للغاية. مثل CO₂، فهو أكثر كثافة من الهواء ويميل إلى التجمع في المناطق المنخفضة. حمض الرفيق الخاص به ، فلوريد الهيدروجين (HF) ، شديد التآكل والسمية ، ويسبب حروقًا داخلية فظيعة ويهاجم الكالسيوم في نظام الهيكل العظمي. حتى بعد تبديد الغاز أو الأحماض المرئية ، يمكن امتصاص الفلور في النباتات ، وقد يكون قادرًا على تسمم البشر والحيوانات لفترات طويلة بعد حدوث ثوران. بعد اندلاع لاكي عام 1783 في أيسلندا ، تسبب التسمم بالفلور والمجاعة في وفاة أكثر من نصف الثروة الحيوانية في البلاد وحوالي ربع سكانها.

نبذة عن الكاتب

جيسيكا بول طالبة دراسات عليا في قسم الجيولوجيا في جامعة ولاية نيويورك في بوفالو. تركيزها في علم البراكين ، وهي تبحث حاليًا في انهيار قبة الحمم البركانية وتدفقات الحمم البركانية. حصلت جيسيكا على درجة بكالوريوس العلوم من كلية ويليام وماري ، وعملت لمدة عام في المعهد الجيولوجي الأمريكي في برنامج التعليم / التوعية. كما أنها تكتب مدونة Magma Cum Laude ، وفي أي وقت تغادر فيه ، تستمتع بتسلق الصخور ولعب مختلف الآلات الوترية.