Un pericol vulcanic se referă la orice proces vulcanic potențial periculos care pune în pericol viața oamenilor, mijloacele de trai și/sau infrastructura. Mai multe pericole pot afecta zona din jurul vulcanului, cum ar fi fluxuri de lavă, fluxuri piroclastice, lahars și avalanșe de resturi. Activitatea vulcanică produce, de asemenea, pericole care pot afecta zonele îndepărtate de vulcan, cum ar fi eliberarea de gaze, căderea de cenușă și tsunami. Astfel de pericole pot avea un impact asupra unor zone aflate la o distanță de 100 până la 1000 de kilometri de vulcan, cu potențial de impact semnificativ asupra sănătății și economiei. (BGS 2012)
Chiar dacă vulcanii pot fi periculoși, există o mulțime de motive pentru care oamenii trăiesc lângă ei. Pot exista beneficii emoționale, societale și economice. Pentru cei care trăiesc în apropierea vulcanilor, cunoașterea pericolelor vulcanice este doar o modalitate prin care oamenii își pot reduce riscul.
Tipuri de pericole vulcanice
Secțiunea următoare explică o serie de pericole vulcanice și impactul potențial asupra oamenilor și a mediului.
– tefra/cădere de cenușă
– gaze
– curgeri de lavă și cupole de lavă
– curgeri piroclastice
– alunecări de teren și avalanșe de resturi
– lahars (curgeri de noroi)
. jökulhlaups
– tsunami
Căderi de tefra/căderi de cenușă
Experiență: Ashfall – „O eclipsă”. Sursă: „O eclipsă”: VolFilm.
În timpul erupțiilor vulcanice, cenușa, care este formată din fragmente mici, ascuțite și unghiulare de sticlă și alte roci vulcanice, poate fi trimisă la mare înălțime în aer, ajungând uneori până în stratosferă. Produsele vulcanice sunt denumite, de obicei, în funcție de mărimea clastului, care poate varia de la metri până la microni. Tefra este folosit ca termen de captură pentru a descrie toateclastele erupte, indiferent de mărime, în timp ce termenul de cenușă descrie particulele cu o dimensiune mai mică de2 mm.
În timpul unei erupții, cea mai mare parte a tefra va cădea pe sol în jurul vulcanului. Această tefra poate încărca acoperișurile clădirilor și poate întuneca marcajele rutiere, îngreunând deplasările. Încărcarea tefra de frunze, poate duce la îngroparea plantelor sau la smulgerea ramurilor din copaci și, prin urmare, poate avea un impact semnificativ asupra agriculturii. Natura cu granulație fină a cenușii vulcanice înseamnă că aceasta este ușor de transportat de vânturi la distanțe de 100 până la 1000 de km de vulcan. Datorită naturii sale abrazive, cenușa vulcanică poate provoca avarii la aeronave.
În 2010, cenușă groasă a erupt din vulcanul Eyjafjallajökull din Islanda, formând pene care au atins înălțimi cuprinse între 5-7 km. Sursa: NASA Earth Observatory.
Erupția Eyjafjallajökull din 2010 și norul de cenușă au dus la închiderea spațiului aerian al Regatului Unit în perioada 15-20 aprilie, provocând perturbări semnificative ale călătoriilor. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
În timpul erupției Eyjafjallajökull din 2010, analiza de laborator BGS a probelor de cenușă prelevate de pe parbrizul unui autoturism din Marea Britanie a arătat că granulele unice de cenușă erau formate atât din fragmente de sticlă, cât și din cristale. Astfel de cenușă vulcanică „sticloasă” poate provoca daune avioanelor și elicopterelor. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate
Deteriorarea și prăbușirea acoperișului cauzate de cenușa vulcanică provenită din erupțiile vulcanului Soufrière Hills, Montserrat, în 1995. Multe clădiri cu acoperișuri din oțel ondulat galvanizat și mașini au fost grav avariate de ploaia acidă, produsă atunci când ploaia s-a amestecat cu gaze și cenușă vulcanică. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate
Fapt rapid
.
O explicație pentru norii „roșii ca sângele” de la apusul soarelui reprezentați de Edvard Munch în tabloul „Țipătul” este erupția vulcanică a lui Krakatau din 1883. Erupția a emis cantități mari de gaze și cenușă care au schimbat culoarea cerului în întreaga lume.
Gaze
Diferite gaze pot fi emise de vulcanii activi înainte, în timpul sau după un eveniment eruptiv și pot cauza diverse pericole pentru sănătate la nivel local, dar au potențialul de a afecta clima la nivel global. Cele cinci gaze principale care reprezintă o amenințare pentru sănătate sunt:
- dioxid de carbon
- clorură de hidrogen, fluorură de hidrogenși sulfură de hidrogen
- dioxid de sulf
Oamenii pot fi expuși la gaze vulcanice nocive prin inhalare sau prin contact cu pielea și ochii. Efectele asupra sănătății variază de la ușoare la grave, cu expuneri ocazionale mortale. După expunere, oamenii pot raporta dificultăți de respirație și mâncărimi ale pielii.
Gazele vulcanice sunt deosebit de periculoase deoarece nu pot fi văzute și, deoarece sunt mai dense decât aerul înconjurător, se pot aduna în depresiunile din jurul unui vulcan activ. Concentrațiile ridicate de gaze vulcanice pot fi, de asemenea, un pericol pentru sănătate în interiorul avioanelor. Gazele de sulf se transformă în aerosoli de sulfat (în principal acid sulfuric) care, dacă ajung în stratosferă, pot rămâne acolo ani de zile, provocând schimbări climatice pe termen scurt.
Gaze vulcanice: impactul. Sursă: „Sursa: VolFilm.
Curgerile de lavă și cupolele de lavă
Curgerile de lavă sunt fluxuri de magmă extrudate pe suprafața unui vulcan. În general, este rar ca lavele să provoace pierderi directe de vieți omenești, deoarece de obicei curg încet, lăsând suficient timp pentru ca oamenii să fie evacuați. Cu toate acestea, ele distrug totul în calea lor printr-o combinație de îngropare, strivire și căldură, iar astfel de erupții sunt, de asemenea, asociate cu emisia de gaze vulcanice și aerosoli.
Vâscozitatea, ușurința cu care un fluid poate curge, a fluxurilor de lavă crește, în general, odată cu conținutul de siliciu și scade odată cu creșterea temperaturii și a conținutului de apă.Bazaltele cu vâscozitate scăzută sunt cele mai fluide dintre tipurile comune de lavă și erup, în mod obișnuit, la temperaturi de 1100°-1200°C. Andezitele cu vâscozitate ridicată sunt mult mai puțin fluide decât bazaltele și erup la temperaturi de aproximativ 700°-900°C.
Oltfel spus, magmele bazaltice bogate în fier/magneziu sunt cele mai fluide (vâscozitate scăzută) la un capăt al scalei, iar cele bogate în siliciu sunt cele mai puțin fluide (foarte vâscoase) la celălalt capăt.
Magmele bazaltice pot curge pe distanțe relativ mari. În schimb, lavele cu vâscozitate ridicată (andezite) sunt de obicei erupte la viteze miciși formează curgeri scurte și groase sau cupole cu laturi abrupte de care nu călătoresc departe de focarele vulcanice.
Rapiditatea de deplasare a lavelor variază de obicei de la câțiva metri pe oră în cazul lavelor cu conținut ridicat de silice (andezite) la câțiva kilometri pe oră în cazul bazaltelor fluide. Domurile de lavă se formează atunci când lava foarte vâscoasă este eruptă lent dintr-un vulcan. Din cauza vâscozității ridicate a lavei, aceasta nu se poate deplasa prea departe de gura de ventilație și se formează un dom de lavă. Aceste domuri de lavă sunt deosebit de periculoase, deoarece tind să fie instabile și se pot prăbuși provocând curenți de densitate piroclastică.
Lava: pericolul. Sursă: „Sursa: VolFilm.
Basaltele de inundație
Basaltele de inundație sunt o formă excepțională sau un flux de lavă. Aceste erupții sunt rare, iar înțelegerea noastră cu privire la aceste evenimente se bazează pe studiul erupțiilor din trecut în locuri precum Trapa Deccan, în India, sau Trapa Siberiană. Astfel de erupții au impact asupra unor suprafețe mari, de până la dimensiuni continentale (peste un milion de kilometri pătrați), pot avea o grosime de un kilometru și eliberează cantități mari de gaze și pot cauza poluarea aerului și chiar pot avea un impact asupra climei.
Am putea învăța multe de la bazaltele de inundație care au loc în Islanda. În 2014, erupția fisurii Holuhraun a atins dimensiunea bazaltului de inundație. Este acum cel mai mare bazalt de inundație din Islanda de la erupția Laki din 1783-84, care a provocat moartea a aproximativ 20% din populația islandeză din cauza poluării mediului și a foametei și, cel mai probabil, a crescut nivelul de mortalitate, în alte părți ale Europei, prin poluarea aerului cu gaze și aerosoli cu conținut de sulf. Din fericire, erupțiile bazaltice de inundație sunt foarte rare!
În septembrie 2014, vulcanologii BGS au asistat la erupția fisurii Holuhraun din apropierea calotei glaciare Vatnajokull din Islanda. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Această fotografie din satelit din februarie 2020 arată un bazalt de inundație vechi de 2 miliarde de ani, cunoscut sub numele de Labrador Trough, Canada. Sursa: NASA Earth Observatory.
Curgeri piroclastice
Curgeri piroclastice sunt „curenți de densitate” fierbinți, constând în amestecuri de resturi de rocă și gaze, care curg de-a lungul solului cu viteză mare. Călătorind sub influența gravitației, ele tind să coboare pe versanți, de-a lungul văilor și spre terenuri mai joase; deși se știe că fluxurile piroclastice extrem de puternice sau energetice sfidează gravitația și se deplasează în sus. Temperaturile fluxurilor piroclastice pot varia între 100 °C și 600 °C. De obicei, acestea se deplasează cu 70 mph sau mai repede în josul versanților vulcanului.
Curgerea piroclastică: pericolul. Sursă: „Sursa: VolFilm
Curgeri piroclastice de colaps de fântână
Curgeri piroclastice se formează prin câteva mecanisme, fie prin prăbușirea unui dom de lavă, fie în timpul unei activități eruptive explozive, prin care amestecul de gaz și cenușă care este emis de vulcan este prea dens pentru a se ridica în atmosferă, și în schimb se prăbușește în jurul vulcanului.
Curgeri piroclastice ca urmare a prăbușirii fântânii. Sursă: „Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Curgeri piroclastice generate de prăbușirea fântânii, august 1997, vulcanul Soufrière Hills, Montserrat. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Curgeri piroclastice de prăbușire a domului
Volcanii care erup lave foarte vâscoase, sau lipicioase, pentru a forma domuri pot produce, de asemenea, fluxuri piroclastice atunci când domul devine instabil. Fluxurile piroclastice sunt produse atunci când porțiuni mari ale domului se prăbușesc și se dezintegrează.
Curgeri piroclastice ca urmare a prăbușirii domului. Sursă: „Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Curgeri piroclastice rezultate din prăbușirea domului care se apropie de un oraș, iunie 1997, Vulcanul Soufrière Hills, Montserrat. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Fapt rapid
Curgeri piroclastice sunt, de asemenea, numite „nuées ardentes”, însemnând nori incandescenți în franceză
Curgerile piroclastice produc depozite de cenușă fierbinte și roci în jurul flancurilor vulcanului. Temperaturile pot depăși 400 de grade Celsius în materiale vechi de câteva luni. Aceste imagini arată depozite tipice din fluxuri piroclastice de prăbușire a domului și de prăbușire a fântânii.
Depozite de piatră ponce lângă Bethel, din fluxuri piroclastice de prăbușire a fântânii, toamna anului 1997, Vulcanul Soufrière Hills, Montserrat. Sursă: „Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Depozite de fluxuri piroclastice de la prăbușirea domului din iunie 1997, Vulcanul Soufrière Hills, Montserrat. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Alunecări de teren și avalanșe de moloz
Avalanșele de moloz și alunecările de teren sunt frecvente, dar nu sunt neapărat cauzate de o erupție vulcanică reală sau de o activitate vulcanică. Ele pot fi declanșate ca urmare a unei explozii vulcanice sau a prăbușirii unui dom, în special în mediile în care precipitațiile abundente sunt frecvente. Avalanșele de resturi tind să se canalizeze în văi și pot parcurge distanțe mari, mult dincolo de zonele lor de origine. Este dificil să se reducă impactul avalanșelor de resturi, deoarece acestea se pot produce fără avertisment, chiar și pe vulcani inactivi, și pot devasta zone mari. Odată declanșate, este imposibil să se evacueze zonele aflate pe traseul avalanșelor de resturi din cauza vitezei mari cu care se deplasează.
În Boxing Day 1997, o explozie vulcanică de mari dimensiuni a provocat prăbușirea parțială a vulcanului Soufrière Hills, Montserrat, care a declanșat o avalanșă de dărâmături. Aproximativ 60 de milioane de metri cubi de dom și peretele craterului s-au deplasat spre sud sub formă de avalanșă de resturi împreună cu alte materiale piroclastice. Satele St Patrick’s și Morris au fost măturate în mai puțin de 30 de minute. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Lahari
Un lahar este un tip de curgere de noroi vulcanic, alcătuit din resturi vulcanice și apă (caldă sau rece). Laharsul se deplasează foarte rapid, cu viteze care variază de la mai puțin de 10 km pe oră până la câteva zeci de kilometri pe oră. Ele pot apărea ca urmare a erupțiilor care implică gheață sau zăpadă. Acest lucru poate genera cantități mari de apă de topire. Pe măsură ce aceste fluxuri încărcate cu resturi se deplasează în josul văilor râului, pot aduna și mai mult material liber. Lahars pot fi, de asemenea, declanșate, sau mobilizate, de precipitații abundente.
Curgerile noroioase pot conține mai mult de 60% sedimente (40% apă) și au consistența betonului umed. Fluxurile de noroi mai puțin vâscoase, cu un conținut mai mare de apă, se aseamănă cu inundațiile torențiale.
Lahari: pericolul. Sursă: „Sursa: VolFilm
Laharii au fost o cauză majoră de decese în timpurile istorice. De exemplu, în 1985, 23 000 de persoane au murit din cauza laharului Nevado del Ruiz din Columbia. Decesele și rănile provocate de lahari pot fi evitate dacă comunitățile sunt evacuate rapid către terenuri înalte.
Până în aprilie 2000, o mare parte din orașul Plymouth a fost îngropată de fluxuri de noroi vulcanic în urma unor episoade de precipitații abundente; Vulcanul Soufrière Hills, Montserrat. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Lahars (fluxuri de noroi) într-o vale de râu Vulcanul Soufrière Hills, Montserrat (2002). Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate.
Jökulhlaups
Jökulhlaup este un cuvânt islandez care este folosit pentru a descrie o inundație cauzată de izbucnirea unui ghețar, care este o eliberare bruscă de apă dintr-un lac care se află sub sau aproape de un ghețar. Unul dintre factorii declanșatori ai unui jökulhlaup ar putea fi o erupție a unui vulcan situat sub un ghețar care topește gheața suprapusă sau slăbește un baraj format din sedimente de morene glaciare. Îndepărtarea bruscă a barajului lacului eliberează un volum uriaș de apă pentru a produce o „mega-inundație” care poate spăla drumuri și poduri.
Această fotografie din satelit din sud-estul Islandei din1996, arată pana de cenușă provenită de la vulcanul Grimsvötn în timpul unei erupții care a dus la cel mai mare Jökulhlaup din istoria omenirii. Vulcanul Grimsvötn se află sub calota de gheață Vatnojokull, care este „casa” a aproximativ 30 de ghețari și șapte vulcani. Apa, care a fost eliberată de topirea subglaciară, a urmat traseul indicat de săgeți și a spălat drumuri și mai multe poduri; aproximativ 3 km3 de gheață au fost topiți în cele 13 zile de erupție. Sursa: NASA Earth Observatory.
Tsunami
Tsunamisul se poate forma în legătură cu o gamă largă de activități geologice, de la cutremure până la alunecări de teren. Deși mai puțin frecvente, vulcanii pot provoca, de asemenea, tsunami. De fapt,tsunami-urile au provocat cele mai multe decese asociate cu erupțiile vulcanice în perioadele istorice. Tsunami-urile se formează atunci când apa, fie că se află într-un lac sau în mare, este deplasată. În cazul vulcanilor, acest lucru se poate produce prin mai multe mecanisme, de exemplu prin erupție submarină, prin prăbușirea unei părți a unui edificiu vulcanic sau prin intrarea în apa din jur a unor curenți de densitate piroclastică. În timp ceerupțiile submarine pot produce doar tsunami locale, tsunami-uri mari și devastatoare care afectează continente întregi se pot forma în timpul unor erupții explozive mari care formează densitate piroclastică.
Un exemplu de astfel de eveniment este erupția din 1883 a lui Krakatau, Indonezia. Deși există încă unele discuții cu privire la sursa exactă a tsunami-urilor, erupția a produs fluxuri piroclastice mari și a dus la prăbușirea vulcanului. S-au produs numeroase tsunami, cel mai devastator dintre ele soldându-se cu peste 36 000 de morți. Mai recent, în 2018, un alt tsunami s-a format în legătură cu activitatea din același complex vulcanic. Anak Krakatau, care se traduce prin „copilul lui Anak”, este vulcanul care, în ultimii 100 de ani, s-a format la marginea calderei Krakatau din 1883. În decembrie 2018, aproximativ ~ % din vulcan s-a prăbușit în mările înconjurătoare, formând un tsunami care a afectat o mare parte a coastei de-a lungul Strâmtorii Sunda și care s-a soldat cu moartea a peste 400 de persoane.
Imagine cu dronă a vulcanului Anak Krakatau realizată în timpul lucrărilor de teren ale BGS în august 2019. Sursa: BGS ©UKRI. Toate drepturile rezervate. (Sam Engwell și Edo Marshal).
.