Vulkanisk fara är en potentiellt farlig vulkanisk process som innebär en risk för människors liv, försörjning och/eller infrastruktur. Flera faror kan påverka området runt vulkanen, t.ex. lavaströmmar, pyroklastiska flöden, lahars och spillrorlaviner. Vulkanisk aktivitet ger också upphov till faror som kan påverka områden långt från vulkanen, t.ex. utsläpp av gaser, askfall och tsunami. Sådana faror kan påverka områden som ligger 100 till 1000 kilometer från vulkanen, vilket kan leda till betydande hälsoeffekter och ekonomiska konsekvenser. (BGS 2012)
Även om vulkaner kan vara farliga finns det många anledningar till att människor lever vid sidan av dem. Det kan finnas känslomässiga, samhälleliga och ekonomiska fördelar. För dem som lever vid sidan av vulkaner är kunskap om vulkaniska faror bara ett sätt att minska risken.
Typer av vulkaniska faror
I följande avsnitt förklaras en rad olika vulkaniska faror och deras potentiella inverkan på människor och miljö.
– tefra/askfall
– gas
– lavaströmmar och lavakupoler
– pyroklastiska flöden
– jordskred och skräplaviner
– lahars (slamströmmar)
– jökulhlaups
– tsunami
Tefras/askfall
Erfarenhet: Ashfall – ”En förmörkelse”. Källa: Under vulkanutbrott kan aska, som består av små, vassa, kantiga glasfragment och andra vulkaniska bergarter, skickas högt upp i luften och ibland nå stratosfären. Vulkaniska produkter benämns vanligen efter storlek på klumparna, som kan vara allt från meter ner till mikroner. Tefra används som en sammanfattande term för att beskriva alla utbrottsklaster, oavsett storlek, medan termen aska beskriver partiklar som är mindre än 2 mm stora.
Under ett utbrott faller det mesta av tefra ner på marken runt vulkanen. Denna tefra kan belasta byggnadstak och skymma vägmarkeringar, vilket gör det svårt att resa. Laddningen av tefra av löv kan leda till att växter begravs eller att grenar avverkas från träd, och kan därför ha en betydande inverkan på jordbruket. Den finkorniga karaktären hos vulkanaska innebär att den lätt kan transporteras av vindar till avstånd på 100 till 1000 km från vulkanen. På grund av sin slipande karaktär kan vulkanisk aska orsaka skador på flygplan.
Under 2010 bröt tjock aska ut från den isländska vulkanen Eyjafjallajökull och bildade plymor som nådde höjder på mellan 5-7 km. Källa: NASA:s jordobservatorium.
Eyjafjallajökull-utbrottet och askmolnet från 2010 gjorde att Förenade kungarikets luftrum stängdes av från den 15 till den 20 april, vilket orsakade betydande störningar i resandet. Källa: KÄLLA: KÄLLA: BGS ©UKRI. Alla rättigheter förbehållna.
Under Eyjafjallajökulls utbrott 2010 visade BGS laboratorieanalyser av askprover som samlats in från en vindruta i en bil i Storbritannien att enstaka askkorn hade bildats av både glas- och kristallfragment. Sådan ”glasartad” vulkanisk aska kan orsaka skador på flygplan och helikoptrar. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved
Skador på tak och kollaps orsakade av vulkanisk aska från utbrotten av vulkanen Soufrière Hills, Montserrat, 1995. Många byggnader med galvaniserade korrugerade ståltak och bilar skadades svårt av surt regn, som uppstod när regn blandades med vulkaniska gaser och aska. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved
Snabba fakta
En förklaring till de ”blodröda” molnen vid solnedgången som Edvard Munch avbildar i målningen ”Skriet” är vulkanutbrottet vid Krakatau 1883. Utbrottet släppte ut stora mängder gas och aska som ändrade himlens färg över hela världen.
Gas
Vissa gaser kan släppas ut av aktiva vulkaner före, under eller efter ett utbrott och kan orsaka olika hälsorisker lokalt, men har potential att påverka klimatet globalt. De fem viktigaste gaserna som utgör ett hot mot hälsan är:
- koldioxid
- väteklorid, vätefluoridoch vätesulfid
- svaveldioxid
Människor kan utsättas för skadliga vulkaniska gaser genom att andas in dem eller genom kontakt med hud och ögon. Hälsoeffekterna varierar från milda till allvarliga med enstaka dödliga exponeringar. Efter exponering kan människor rapportera andningssvårigheter och kliande hud.
Vulkaniska gaser är särskilt farliga eftersom de inte kan ses, och eftersom de är tätare än den omgivande luften kan de samlas i sänkor runt en aktiv vulkan. Höga koncentrationer av vulkaniska gaser kan också utgöra en hälsorisk inne i flygplan. Svavelgaser omvandlas till sulfataerosoler (främst svavelsyra) som, om de når stratosfären, kan stanna där i flera år och orsaka kortsiktiga klimatförändringar.
Vulkaniska gaser: konsekvenserna. Källa: VolFilm.
Lavaströmmar och lavakupoler
Lavaströmmar är flöden av magma som pressas ut på ytan av en vulkan. I allmänhet är det sällsynt att lavas orsakar direkta förluster av liv, eftersom de vanligtvis flyter långsamt, vilket ger tillräckligt med tid för att människor ska kunna evakueras. De förstör dock allt i sin väg genom en kombination av begravning, krossning och värme, och sådana utbrott är också förknippade med utsläpp av vulkaniska gaser och aerosoler.
Viskositeten, dvs. hur lätt en vätska kan flyta, i lavaströmmar ökar i allmänhet med kiselinnehållet och minskar med stigande temperatur och vatteninnehåll.Basalter med låg viskositet är de mest flytande av de vanliga lavatyperna och utbryter typiskt sett vid temperaturer på 1100°-1200°C. Andesiter med hög viskositet är mycket mindre flytande än basalt och bryter ut vid temperaturer på omkring 700°-900°C.
Och uttryckt på ett annat sätt är de järn/magnesiumrika basaltiska magmanerna de mest rinnande (låg viskositet) i ena änden av skalan och de kiselrika är de minst rinnande (mycket viskösa) i den andra änden.
Basaltiska magmaner kan flyta relativt långa sträckor. Däremot bryter lavas med hög viskositet (andesiter) vanligtvis ut med låg hastighet och bildar korta, tjocka flöden eller branta kupoler med branta sidor som inte färdas långt från vulkaniska källor.
Rörelsehastigheten för lavar varierar vanligtvis från några meter i timmen för lavar med hög kiselhalt (andesiter) till flera kilometer i timmen för flytande basalter. Lavakupoler bildas när högviskös lava långsamt bryter ut från en vulkan. På grund av lavans höga viskositet kan den inte röra sig långt från utbrottet, och en kupol av lava byggs upp. Dessa lavakupoler är särskilt farliga eftersom de tenderar att vara instabila och kan kollapsa och orsaka pyroklastiska täthetsströmmar.
Lava: faran. Källa: VolFilm.
Flood Basalts
Flood basalts är en exceptionell form av lavaflöde. Dessa utbrott är sällsynta, och vår förståelse av dessa händelser bygger på studier av tidigare utbrott på platser som Deccanfallen i Indien eller de sibiriska fallen. Sådana utbrott påverkar stora, upp till kontinentala områden (över en miljon kvadratkilometer), kan ha en tjocklek på en kilometer och släpper ut stora mängder gas och kan orsaka luftföroreningar och till och med påverka klimatet.
Vi kan lära oss mycket av de översvämningsbasalter som inträffar på Island. År 2014 nådde spaltutbrottet i Holuhraun storleken på översvämningsbasalt. Det är nu den största översvämningsbasalten på Island sedan Lakiutbrottet 1783-84, som orsakade att omkring 20 % av den isländska befolkningen dog på grund av miljöföroreningar och svält och sannolikt ökade dödlighetsnivåerna, på andra håll i Europa, på grund av luftföroreningar från svavelhaltig gas och aerosoler. Tack och lov är översvämningsbasaltutbrott mycket sällsynta!
I september 2014 bevittnade BGS-vulkanologer Holuhraun-sprickutbrottet nära Vatnajokull-isen på Island. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Detta satellitfoto från februari 2020 visar en 2 miljarder år gammal översvämningsbasalt som kallas Labrador Trough, Kanada. Källa: NASA Earth Observatory.
Pyroklastiska flöden
Pyroklastiska flöden är heta ”täthetsströmmar” som består av blandningar av bergsrester och gas, som flyter längs marken med hög hastighet. De tenderar att röra sig under gravitationen och flyta nerför bergssluttningar, längs dalar och mot lägre belägna områden. Även om pyroklastiska flöden är extremt kraftfulla eller energirika har man sett dem trotsa gravitationen och röra sig uppför en bergssluttning. Temperaturen i pyroklastiska flöden kan variera mellan 100 °C och 600 °C. De rör sig vanligtvis med en hastighet på 70 mph eller snabbare nedför vulkanens sidor.
Pyroklastiska flöden: faran. Källa: VolFilm
Pyroklastiska flöden som kollapsar
Pyroklastiska flöden bildas genom ett par olika mekanismer, antingen genom kollaps av en lavadom eller under explosiv eruptiv aktivitet, där blandningen av gas och aska som släpps ut från vulkanen är för tät för att kunna stiga upp i atmosfären på ett flytbart sätt, och i stället kollapsar runt vulkanen.
Pyroklastiskt flöde till följd av fontänkollaps. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Pyroklastiska flöden som genererades av fontänkollaps, augusti 1997, Soufrière Hills vulkanen, Montserrat. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Pyroklastiska flöden vid kupolkollaps
Vulkaner som bryter ut mycket trögflytande, eller klibbig, lava för att bilda kupoler kan också producera pyroklastiska flöden när kupolen blir instabil. Pyroklastiska flöden produceras när stora delar av kupolen kollapsar och sönderfaller.
Pyroklastiska flöden till följd av kupolkollaps. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Pyroklastiska flöden som en följd av en kupolkollaps och som närmar sig en stad, juni 1997, Soufrière Hills Volcano, Montserrat. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Snabbt facit
Pyroklastiska flöden kallas också för ”nuées ardentes”, som betyder glödande moln på franska
Pyroklastiska flöden producerar avlagringar av het aska och stenar runt vulkanens flanker. Temperaturen kan överstiga 400 grader Celsius i material som är flera månader gammalt. Dessa bilder visar typiska avlagringar från pyroklastiska flöden från kupolkollaps och fontänkollaps.
Pumidavlagringar nära Bethel, från pyroklastiska flöden från fontänkollaps, hösten 1997, Soufrière Hills Volcano, Montserrat. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Pyroklastiska flödesavlagringar från kupolkollapsen i juni 1997, Soufrière Hills Volcano, Montserrat. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Landskred och skutlaviner
Skutlaviner och jordskred är vanliga, men orsakas inte nödvändigtvis av ett egentligt vulkanutbrott eller vulkanisk aktivitet. De kan utlösas som ett resultat av en vulkanisk explosion eller en kupolkollaps, särskilt i miljöer där kraftig nederbörd är vanligt förekommande. Skräplaviner tenderar att hamna i dalar och kan färdas långa sträckor långt bortom sina ursprungsområden. Det är svårt att minska effekterna av spillningslaviner eftersom de kan inträffa utan förvarning, även på vilande vulkaner, och kan ödelägga stora områden. När de väl har startat är det omöjligt att evakuera de områden som befinner sig i laviner på grund av deras höga hastighet.
På annandag jul 1997 orsakade en stor vulkanisk explosion en partiell kollaps av vulkanen Soufrière Hills i Montserrat, vilket utlöste en trängselavlavin. Omkring 60 miljoner kubikmeter kupol- och kraterväggar färdades söderut som en skräplavins tillsammans med annat pyroklastiskt material. Byarna St Patrick’s och Morris sveptes bort på mindre än 30 minuter. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Lahar
En lahar är en typ av vulkaniskt slamflöde som består av vulkaniskt skräp och vatten (varmt eller kallt). Lahars rör sig mycket snabbt med hastigheter som varierar från mindre än 10 kilometer i timmen till några tiotals kilometer i timmen. De kan uppstå till följd av utbrott med is eller snö. Detta kan ge upphov till stora mängder smältvatten. När dessa skräpiga flöden rör sig nedåt i floddalarna kan de samla in mer löst material. Lahars kan också utlösas eller mobiliseras av kraftiga regn.
Viskösa slamströmmar kan innehålla mer än 60 % sediment (40 % vatten) och ha konsistens som våt betong. Mindre viskösa slamströmmar, med högre vattenhalt, liknar störtfloder.
Lahars: faran. Källa: VolFilm
Lahars har varit en viktig orsak till dödsfall i historisk tid. År 1985 dog till exempel 23 000 människor till följd av laharan Nevado del Ruiz i Colombia. Dödsfall och skador till följd av lahars kan undvikas om samhällen snabbt evakueras till högt belägna områden.
I april 2000 hade en stor del av staden Plymouth begravts av vulkaniska slamströmmar efter episoder med kraftiga regn; vulkanen Soufrière Hills, Montserrat. Källa: BGS ©UKRI. Alla rättigheter förbehållna.
Lahars (mudderflöden) i en floddal Soufrière Hills Volcano, Montserrat (2002). Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved.
Jökulhlaups
Jökulhlaup är ett isländskt ord som används för att beskriva en översvämning av glaciärutbrott, vilket är ett plötsligt utsläpp av vatten från en sjö som ligger under eller nära en glaciär. En av de utlösande faktorerna för en jökulhlaup kan vara ett utbrott av en vulkan som ligger under en glaciär och som smälter den överliggande isen eller försvagar en damm som är gjord av sediment från glacial morän. När dammen plötsligt försvinner frigörs en enorm vattenmängd som ger upphov till en ”megaflood” som kan skölja bort vägar och broar.
Detta satellitfoto från sydöstra Island från1996 visar askplymen som kommer från Grimsvötn-vulkanen under ett utbrott som resulterade i den största Jökulhlaupen i människans historia. Vulkanen Grimsvötn ligger under Vatnojokulls platåglaciär, som är hemvist för ett 30-tal glaciärer och sju vulkaner. Vattnet som frigjordes av den subglaciala smältan följde den väg som visas av pilarna och spolade bort vägar och flera broar. Ungefär 3 km3 is smälte under de 13 dagar som utbrottet pågick. Källa: Källa: NASA Earth Observatory.
Tsunami
Tsunamis kan bildas i samband med ett brett spektrum av geologisk aktivitet, från jordbävningar till jordskred. Även om det är mindre vanligt kan vulkaner också orsaka tsunamis. Faktum är att tsunamis har orsakat flest dödsfall i samband med vulkanutbrott under historisk tid. Tsunamis bildas när vatten, oavsett om det är i en sjö eller i havet, förskjuts. På vulkaner kan detta ske genom ett antal mekanismer, t.ex. ubåtsutbrott, kollaps av en del av en vulkanisk byggnad eller inträde av laharer eller pyroklastiska täthetsströmmar i det omgivande vattnet. Medan undervattensutbrott endast kan ge upphov till lokala tsunamis, kan stora förödande tsunamis som påverkar hela kontinenter bildas vid stora explosiva pyroklastiska täthetsutbrott.
Ett exempel på en sådan händelse är 1883 års utbrott av Krakatau i Indonesien. Även om det fortfarande råder viss diskussion om den exakta källan till tsunamierna, producerade utbrottet stora pyroklastiska flöden och ledde till att vulkanen kollapsade. Ett stort antal tsunamis uppstod, varav den mest förödande resulterade i mer än 36 000 dödsfall. Mer nyligen, 2018, bildades ytterligare en tsunami i samband med aktivitet vid samma vulkaniska komplex. Anak Krakatau, som kan översättas till ”Anaks barn”, är den vulkan som under de senaste 100 åren har byggts upp på kanten av kaldera Krakatau från 1883. I december 2018 kollapsade cirka ~ % av vulkanen i de omgivande haven och bildade en tsunami som påverkade en stor del av kusten längs Sunda-sundet och resulterade i att mer än 400 människor dog.
Drönarbild av Anak Krakatau vulkanen tagen under BGS fältarbete i augusti 2019. Källa: BGS ©UKRI. All rights reserved. (Sam Engwell och Edo Marshal).
.