A vulkáni veszély minden olyan potenciálisan veszélyes vulkáni folyamatot jelent, amely az emberi életet, a megélhetést és/vagy az infrastruktúrát veszélyezteti. Számos veszélyforrás érintheti a vulkán környékét, például lávafolyások, piroklasztikus áramlások, laharok és törmeléklavinák. A vulkáni tevékenység olyan veszélyeket is előidéz, amelyek a vulkántól távol eső területeket is érinthetik, mint például gázkibocsátás, hamuhullás és szökőár. Ezek a veszélyek a vulkántól 100-1000 kilométerre fekvő területeket is érinthetnek, és jelentős egészségügyi és gazdasági következményekkel járhatnak. (BGS 2012)
Még ha a vulkánok veszélyesek is lehetnek, sok oka van annak, hogy az emberek mellettük élnek. Érzelmi, társadalmi és gazdasági előnyökkel járhatnak. A vulkánok mellett élők számára a vulkáni veszélyek ismerete csak egy módja annak, hogy az emberek csökkentsék kockázatukat.
A vulkáni veszélyek típusai
A következő szakasz a vulkáni veszélyek egy sorát és az emberekre és a környezetre gyakorolt lehetséges hatásait ismerteti.
– tefra/hamuhullás
– gáz
– lávafolyások és lávakupolák
– piroklasztikus áramlások
– földcsuszamlások és törmeléklavinák
– laharok (sárlavinák)
– vulkánkitörések
– vulkánkitörések
– vulkánkitörések
. jökulhlaupok
– cunami
Tephra/hamuhullás
Tapasztalat: Ashfall – “Egy napfogyatkozás”.
Vulkánkitörések során a hamu, amely kis, éles, szögletes üveg- és más vulkáni kőzetdarabokból áll, magasan a levegőbe kerülhet, néha elérheti a sztratoszférát. A vulkáni termékeket jellemzően a rögök mérete szerint nevezik el, amely a méteres és a mikronos méret között mozoghat. A tephra kifejezést a kitörésből származó összes darabkára használják, mérettől függetlenül, míg a hamu kifejezés a 2 mm-nél kisebb méretű részecskéket jelöli.
A kitörés során a legtöbb tephra a vulkán körül a földre hullik. Ez a tephra megterhelheti az épületek tetejét, és elhomályosíthatja az útjelzéseket, ami megnehezíti a közlekedést. A levelek tefrájának terhelése a növények betemetéséhez vagy a fák ágainak letöréséhez vezethet, és így jelentős hatással lehet a mezőgazdaságra. A vulkáni hamu finomszemcsés jellege miatt a szél könnyen elszállítja a vulkántól 100-1000 km távolságra. A vulkáni hamu koptató jellege miatt kárt okozhat a repülőgépekben.
2010-ben vastag hamu tört ki az izlandi Eyjafjallajökull vulkánból, 5-7 km magasságot elérő hamufelhőket képezve. Forrás: Vulkánkitörés a Jéghegységben: NASA Föld-megfigyelőközpont.
A 2010-es Eyjafjallajökull kitörés és hamufelhő miatt az Egyesült Királyság légterét április 15-20. között le kellett zárni, ami jelentős fennakadást okozott az utazásban. BGS ©UKRI. Minden jog fenntartva.
A 2010-es Eyjafjallajökull kitörés során az Egyesült Királyságban egy autó szélvédőjéből gyűjtött hamuminták BGS laboratóriumi elemzése kimutatta, hogy a hamu egyes szemcséi üveg- és kristálydarabokból egyaránt kialakultak. Az ilyen “üveges” vulkáni hamu károsíthatja a repülőgépeket és a helikoptereket. Forrás: Veszélyes vulkánkitörés: BGS ©UKRI. Minden jog fenntartva
A Soufrière Hills vulkán 1995-ös kitöréséből származó vulkáni hamu okozta tetőkárok és beomlás, Montserrat. Számos horganyzott hullámos acéltetővel ellátott épület és autó súlyosan megrongálódott a savas eső miatt, amely akkor keletkezett, amikor az eső vulkáni gázokkal és hamuval keveredett. Forrás: B: BGS ©UKRI. Minden jog fenntartva
Gyors tény
Fast fact
Az Edvard Munch által “A sikoly” című festményen ábrázolt “vérvörös” naplementei felhők egyik magyarázata a Krakatau 1883-as vulkánkitörése. A kitörés nagy mennyiségű gázt és hamut bocsátott ki, amely világszerte megváltoztatta az ég színét.
Gáz
Az aktív vulkánok különböző gázokat bocsátanak ki egy kitörés előtt, alatt vagy után, amelyek helyileg különböző egészségügyi veszélyeket okozhatnak, de globálisan is hatással lehetnek az éghajlatra. Az egészséget veszélyeztető öt fő gáz a következő:
- szén-dioxid
- hidrogén-klorid, hidrogén-fluoridés hidrogén-szulfid
- kén-dioxid
Az emberek a vulkáni gázok belélegzésével vagy a bőrrel és a szemmel való érintkezés révén káros gázoknak lehetnek kitéve. Az egészségügyi hatások az enyhétől a súlyosig terjednek, esetenként halálos expozícióval. Az expozíciót követően az emberek légzési nehézségről és viszkető bőrről számolhatnak be.
A vulkáni gázok különösen veszélyesek, mivel nem láthatók, és mivel sűrűbbek, mint a környezeti levegő, az aktív vulkán körüli mélyedésekben megtapadhatnak. A vulkáni gázok magas koncentrációja a repülőgépek belsejében is egészségügyi kockázatot jelenthet. A kéngázok szulfát aeroszolokká (főként kénsavvá) alakulnak át, amelyek, ha elérik a sztratoszférát, évekig ott maradhatnak, rövid távú éghajlati változásokat okozva.
Vulkáni gázok: a hatás. Forrás: Vulkáni vulkánkitörések:
Lávafolyamok és lávakupolák
A lávafolyamok a vulkánok felszínére extrudált magmafolyamok. Általában ritkán fordul elő, hogy a lávák közvetlen emberéletet követelnek, mert általában lassan áramlanak, így elegendő idő áll rendelkezésre az emberek evakuálására. A betemetődés, összenyomódás és hő hatására azonban mindent elpusztítanak, ami az útjukba kerül, és az ilyen kitörések vulkáni gázok és aeroszolok kibocsátásával is járnak.
A lávafolyamok viszkozitása, azaz a folyadék áramlási sebessége általában nő a szilíciumtartalommal, és csökken a hőmérséklet és a víztartalom emelkedésével.Az alacsony viszkozitású bazaltok a legfolyékonyabbak a gyakori lávatípusok közül, és általában 1100°-1200°C-os hőmérsékleten törnek ki. A nagy viszkozitású andezitek sokkal kevésbé folyékonyak, mint a bazaltok, és 700°-900°C körüli hőmérsékleten törnek fel.
Vagy másképp fogalmazva, a vas/ magnéziumban gazdag bazaltos magmák a skála egyik végén a legfolyékonyabbak (alacsony viszkozitásúak), a másik végén pedig a szilíciumban gazdagok a legkevésbé folyékonyak (nagy viszkozitásúak).
A bazaltos magmák viszonylag nagy távolságokra képesek áramolni. Ezzel szemben a nagy viszkozitású lávák (andezitek) jellemzően alacsony sebességgel törnek ki, és rövid, vastag áramlásokat vagy meredek oldalú kupolákat alkotnak, amelyek nem jutnak messzire a vulkáni kúttól.
A lávák mozgási sebessége jellemzően a magas kovasavtartalmú lávák (andezitek) esetében óránként néhány métertől a folyékony bazaltok esetében óránként több kilométerig terjed. A lávakupolák akkor alakulnak ki, amikor a magas viszkozitású láva lassan tör ki egy vulkánból. A láva nagy viszkozitása miatt nem tud messzire eljutni a kitörési nyílásból, és egy lávakupola épül fel. Ezek a lávakupolák különösen veszélyesek, mivel általában instabilak, és összeomolhatnak, piroklasztikus sűrűségű áramlatokat okozva.
Láva: a veszély. Forrás: VolFilm.
Az árvízi bazaltok
Az árvízi bazaltok egy kivételes formája vagy lávafolyás. Ezek a kitörések ritkák, és az ilyen eseményekről alkotott képünk a múltbeli kitörések tanulmányozásán alapul, például az indiai Dekkán-csapdáknál vagy a szibériai csapdáknál. Az ilyen kitörések nagy, akár kontinentális méretű (több mint egymillió négyzetkilométeres) területeket érintenek, vastagságuk akár egy kilométer is lehet, és nagy mennyiségű gázt szabadítanak fel, ami légszennyezést okozhat, sőt az éghajlatra is hatással lehet.
Sokat tanulhatunk az Izlandon bekövetkező árvízi bazaltokból. A Holuhraun hasadékkitörés 2014-ben elérte az árvízi bazalt méretét. Ez most a legnagyobb árvízi bazalt Izlandon az 1783-84-es Laki kitörés óta, amely a környezetszennyezés és az éhínség miatt az izlandi lakosság mintegy 20%-ának halálát okozta, és valószínűleg a kéntartalmú gázok és aeroszolok okozta légszennyezés miatt a halálozás szintjét növelte máshol Európában. Szerencsére az árvízi bazaltkitörések nagyon ritkák!
2014 szeptemberében a BGS vulkanológusai szemtanúi voltak a Holuhraun hasadékkitörésnek az izlandi Vatnajokull jégsapka közelében. Forrás: V: BGS ©UKRI. All rights reserved.
A 2020 februárjában készült műholdas felvételen a kanadai Labrador Trough néven ismert, 2 milliárd éves árvíz-bazalt látható. A kép forrása: Forrás: NASA Earth Observatory.
Pyroklasztikus áramlatok
A piroklasztikus áramlatok forró, kőzettörmelék és gáz keverékéből álló “sűrűségáramlatok”, amelyek nagy sebességgel áramlanak a talajon. A gravitáció hatására haladva általában a hegyoldalakon, völgyekben és az alacsonyabban fekvő területek felé áramlanak; bár rendkívül erős vagy energikus piroklasztikus áramlásokról ismert, hogy dacolnak a gravitációval és felfelé haladnak. A piroklasztikus áramlások hőmérséklete 100 °C és 600 °C között változhat. Jellemzően 70 km/h vagy annál nagyobb sebességgel haladnak lefelé a vulkán oldalán.
Pyroklasztikus áramlás: a veszély. Forrás: Beszámolókészlet: Forrás: VolFilm
Kútba omló piroklasztikus áramlatok
Piroklasztikus áramlatok többféle mechanizmus révén alakulnak ki, vagy a lávakupola összeomlásával, vagy robbanásszerű kitörés során, amikor a vulkánból kibocsátott gáz és hamu keveréke túl sűrű ahhoz, hogy felemelkedjen a légkörbe, és ehelyett a vulkán körül omlik össze.
Pyroklasztikus áramlás a szökőkút összeomlásának eredményeként. Forrás: Szökőár: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Szökőkútomlás következtében keletkezett piroklasztikus áramlás, 1997 augusztus, Soufrière Hills vulkán, Montserrat. Forrás: Forrás: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Dome collapse pyroclastic flows
A nagyon viszkózus, vagy ragadós lávákat kitörő, kupolákat alkotó vulkánok is létrehozhatnak piroklasztikus áramlásokat, amikor a kupola instabillá válik. Piroklasztikus áramlások akkor keletkeznek, amikor a kupola nagy részei összeomlanak és szétesnek.
Piroklasztikus áramlás a kupola összeomlása következtében. Forrás: Kossuth Lajos: Kossuth Lajos: Kossuth Lajos: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Pyroklasztikus áramlás a kupolaomlásból egy város felé közeledve, 1997 június, Soufrière Hills vulkán, Montserrat. Forrás: Forrás: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Gyors tény
A piroklasztikus áramlásokat “nuées ardentes”-nek is nevezik, ami franciául izzó felhőket jelent
A piroklasztikus áramlások forró hamu és kőzet lerakódásokat hoznak létre a vulkán oldalai körül. A több hónapos anyagban a hőmérséklet meghaladhatja a 400 Celsius-fokot. Ezek a képek a kupolaomlásból és a szökőkút-omlásból származó piroklasztikus áramlatok tipikus lerakódásait mutatják.
Gömbkőlerakódás Bethel közelében, szökőkút-omlásból származó piroklasztikus áramlatokból, 1997 ősze, Soufrière Hills vulkán, Montserrat. Forrás: Forrás: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Pyroklasztikus áramlások lerakódásai az 1997. júniusi kupolaomlásból, Soufrière Hills vulkán, Montserrat. Forrás: Forrás: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Törmeléklavinák és földcsuszamlások
A törmeléklavinák és földcsuszamlások gyakoriak, de nem feltétlenül tényleges vulkánkitörés vagy vulkáni tevékenység okozza őket. Kiválthatók vulkánkitörés vagy kupolaomlás következtében, különösen olyan környezetben, ahol gyakoriak a heves esőzések. A törmeléklavinák általában völgyekbe csatornázódnak, és nagy távolságokat tehetnek meg jóval a forrásvidékükön túl. A törmeléklavinák hatását nehéz csökkenteni, mivel figyelmeztetés nélkül is bekövetkezhetnek, még szunnyadó vulkánokon is, és nagy területeket pusztíthatnak el. Ha egyszer elindult, a lavinák nagy sebessége miatt lehetetlen evakuálni a lavinák útjába eső területeket.
1997 Boxing Dayjén egy nagy vulkánrobbanás okozta a Soufrière Hills vulkán részleges összeomlását Montserratban, ami törmeléklavinát indított el. A kupola és a kráterfal mintegy 60 millió köbméternyi része egyéb piroklasztikus anyaggal együtt törmeléklavina formájában dél felé vándorolt. St Patrick’s és Morris falvak kevesebb mint 30 perc alatt elsöpörték. Forrás: Bíró úr: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Lahárok
A lahar egyfajta vulkáni iszapömlés, amely vulkáni törmelékből és (meleg vagy hideg) vízből áll. A laharok nagyon gyorsan mozognak, a sebességük kevesebb mint 10 km/órától néhány tíz kilométer/óráig terjed. Előfordulhatnak jég- vagy hókitörések következtében. Ez nagy mennyiségű olvadékvizet eredményezhet. Ahogy ezek a törmelékkel teli áramlások lefelé haladnak a folyóvölgyekben, még több laza anyagot gyűjthetnek össze. A láhárokat heves esőzések is kiválthatják vagy mozgósíthatják.
A viszkózus iszapömlések több mint 60%-ban tartalmazhatnak üledéket (40%-ban vizet), és olyan állagúak lehetnek, mint a nedves beton. A kevésbé viszkózus, magasabb víztartalmú iszapömlések a szakadó áradásokra hasonlítanak.
Lahárok: a veszély. Forrás: A láhárok veszélye: A láhárok veszélye: VolFilm
A láhárok a történelmi időkben a halálos áldozatok egyik fő okozói voltak. Például 1985-ben a kolumbiai Nevado del Ruiz lahar következtében 23 000 ember vesztette életét. A laharok halálos áldozatai és sérültjei elkerülhetők, ha a közösségeket gyorsan magaslatokra evakuálják.
2000 áprilisára Plymouth városának nagy részét eltemették a heves esőzéseket követő vulkáni sárfolyások; Soufrière Hills vulkán, Montserrat. Forrás: Forrás: Bíró úr, Bíró úr: BGS ©UKRI. Minden jog fenntartva.
Laharok (iszapömlések) egy folyóvölgyben Soufrière Hills vulkán, Montserrat (2002). Forrás: Lacharok, Lacharok, Lacharok, Lacharok: BGS ©UKRI. Minden jog fenntartva.
Jökulhlaups
A jökulhlaup egy izlandi szó, amelyet a gleccserekből kitörő áradás leírására használnak, amely egy gleccser alatt vagy közelében fekvő tóból hirtelen kiáramló víz. A jökulhlaup egyik kiváltó oka lehet egy gleccser alatt található vulkán kitörése, amely megolvasztja a felette lévő jeget, vagy meggyengíti a gleccsermoréna üledékéből álló gátat. A tó gátjának hirtelen elmozdulása hatalmas mennyiségű vizet szabadít fel, ami “megaáradást” okozhat, amely utakat és hidakat moshat el.
Ez az 1996-os délkelet-izlandi műholdfelvétel a Grimsvötn vulkánból származó hamufelhőt mutatja az emberi történelem legnagyobb Jökulhlaupját eredményező kitörés során. A Grimsvötn vulkán a Vatnojokull jégsapka alatt helyezkedik el, amely mintegy 30 gleccsernek és hét vulkánnak ad otthont. A szubglaciális olvadás következtében felszabaduló víz a nyilak által mutatott útvonalat követte, és utakat és több hidat mosott el; a kitörés 13 napja alatt mintegy 3 km3 jég olvadt el. Forrás: A Földközi-tengeren lezúdult vulkánkitörés:
Tszunami
A szökőárak a földrengésektől a földcsuszamlásokig a legkülönbözőbb geológiai tevékenységekkel összefüggésben alakulhatnak ki. Bár ritkábban, de a vulkánok is okozhatnak cunamikat. Valójában a történelem során a vulkánkitörésekhez kapcsolódóan a legtöbb halálos áldozatot a szökőárak okozták. Cunamik akkor keletkeznek, amikor a víz – akár egy tóban, akár a tengerben – elmozdul. A vulkánok esetében ez többféle mechanizmussal történhet, például tenger alatti kitöréssel, a vulkáni építmény egy részének összeomlásával vagy a láhárok vagy piroklasztikus sűrűségű áramlatok bejutásával a környező vízbe. Míg a tenger alatti kitörések csak helyi szökőárakat okozhatnak, addig a nagy robbanásszerű piroklasztikus sűrűségformáló kitörések során nagy, egész kontinenseket érintő pusztító szökőár keletkezhet.
Egy ilyen eseményre példa az indonéziai Krakatau 1883-as kitörése. Bár a szökőár pontos forrását még mindig vitatják, a kitörés nagy piroklasztikus áramlásokat hozott létre, és a vulkán összeomlásához vezetett. Számos szökőár keletkezett, amelyek közül a legpusztítóbb több mint 36 000 halálos áldozatot követelt. Nemrégiben, 2018-ban egy másik szökőár is kialakult ugyanezen vulkáni komplexum aktivitásával összefüggésben. Az Anak Krakatau, lefordítva “Anak gyermeke”, az a vulkán, amely az elmúlt 100 évben az 1883-as Krakatau kaldera peremén épült ki. 2018 decemberében a vulkán mintegy ~%-a a környező tengerekbe omlott, szökőárat okozva, amely a Szunda-szoros mentén fekvő partvidék nagy részét érintette, és több mint 400 ember halálát okozta.
Drónfelvétel az Anak Krakatau vulkánról, amely a BGS 2019. augusztusi terepmunkája során készült. Forrás: Forrás: Vulkanológiai Szemle: BGS ©UKRI. All rights reserved. (Sam Engwell és Edo Marshal).