Vulkaniska faror

Ett schematiskt diagram visar några av de många sätt vulkaner kan orsaka problem för dem i närheten.

En vulkanisk fara är sannolikheten för att ett vulkanutbrott eller relaterad geofysisk händelse kommer att inträffa i ett givet geografiskt område och inom ett specificerat tidsfönster. Risken som kan förknippas med en vulkanisk fara beror på närheten och sårbarheten hos en tillgång eller en population av människor nära där en vulkanisk händelse kan inträffa .

Lavaströmmar

Olika former av utströmmande lava kan ge olika faror . Pahoehoe -lava är slät och repig medan Aa -lava är blockig och hård. Lavaflöden följer normalt topografin, sjunker ner i sänkor och dalar och rinner ner för vulkanen. Lavaflöden kommer att begrava vägar, jordbruksmarker och andra former av personlig egendom. Denna lava kan förstöra hem, bilar och liv som står i vägen. Lavaflöden är farliga, men de rör sig långsamt och detta ger människor tid att reagera och evakuera från omedelbara områden. Människor kan minska denna fara genom att inte flytta till dalar eller deprimerade områden runt en vulkan.

Pyroklastiska material (tephra) och flöde

Tephra är ett generaliserat ord för de olika skräpbitarna som skjuts ut ur en vulkan under ett utbrott, oavsett deras storlek. Pyroklastiska material kategoriseras i allmänhet efter storlek: damm mäter <1/8 mm, aska är 1/8–2 mm, aska är 2–64 mm och bomber och block är båda >64 mm. Olika faror är förknippade med olika typer av pyroklastiska material. Damm och aska kan täcka bilar och hem, vilket gör en bil oförmögen att köra med damm i motorn. De kan också lägga på bostäder och lägga tyngd på tak och få ett hus att kollapsa. Dessutom kan aska och damm som inandas orsaka långvariga andningsproblem hos personer som andas in partiklarna. Cinders är flammande bitar av utstött vulkaniskt material som kan sätta eld på hem och skogsområden. Bomber och block riskerar att träffa olika föremål och människor inom räckhåll för vulkanen. Projektiler kan kastas tusentals fot i luften och kan hittas flera mil bort från den första utbrottsplatsen.

Ett pyroklastiskt flöde är en snabbrörlig (upp till 700 km/h) extremt varm (~1000 °C) massa av luft och tefra som laddar ner på sidorna av en vulkan under ett explosivt utbrott .

Faror vid flygresor

Aska som kastas upp i luften av utbrott kan utgöra en fara för flygplan, särskilt jetflygplan där partiklarna kan smältas av den höga driftstemperaturen; de smälta partiklarna fäster sedan vid turbinbladen och ändrar deras form, vilket stör turbinens drift. Farliga möten 1982 efter utbrottet av Galunggung i Indonesien och 1989 efter utbrottet av Mount Redoubt i Alaska ökade medvetenheten om detta fenomen. Nio rådgivande center för vulkanisk aska inrättades av International Civil Aviation Organization för att övervaka askmoln och ge piloter råd om detta. Eyjafjallajökulls utbrott 2010 orsakade stora störningar för flygresorna i Europa.

Lerflöden, översvämningar, skräpflöden och laviner

När pyroklastiska material blandas med vatten från en närliggande bäck eller flod kan de förvandla vattendraget till ett snabbt rörligt lerflöde . Dessa kallas lahars ; när laharen innehåller stort material som stenblock och träd, är det ett vulkaniskt skräpflöde . Lahars kan bildas direkt från ett pyroklastiskt materialflöde som rinner ut i en flod, eller kan eventuellt bildas efter huvudutbrottet. De senare kallas sekundära lahars och bildas när regn väter aska och skräp som redan finns i ett landskap och håller ihop och rullar längs topografin. Det uppskattas att det bara kan ta 30 % vatten ^{[ klargöring behövs ]} för att initiera aska i en lahar. Ju tjockare och/eller snabbare en lahar, desto större potential att förstöra saker i dess väg, vilket gör den farligare än en långsammare och/eller mer utspädd lahar. Lahars och lera kan skada byggnader, vilda djur och bilar och kan visa sig vara svåra att fly när de väl fastnat i dem. Laharerna kan belägga föremål, tvätta bort föremål och kan slå ner föremål med sin kraft. Lahars, skräpflöden och lerflöden som färdas in i en flod eller bäck kan leda till att vattendraget tränger ihop sig, vilket tvingar vattnet att rinna ut och orsaka en översvämning. Det vulkaniska materialet kan också förorena vattnet, vilket gör det osäkert att dricka. ^{[ citat behövs ]}

Skräpet som kastas ut från vulkanen lägger sig till sidorna av sluttningen med varje utbrott, vilket gör sidorna brantare varje gång. Så småningom blir sluttningen så brant att den misslyckas och en lavin följer. Dessa laviner bär material och skräp mycket långa avstånd med mycket korta intervall. Detta gör ett varningssystem nästan omöjligt eftersom lutningsfelet kan inträffa när som helst. Lavinen kommer att förstöra allt i dess väg inklusive personlig egendom, hus, byggnader, fordon och möjligen till och med vilda djur. Om påverkan av materialen i lavinen inte förstör personen eller föremålet vid första kontakten, kan skador uppstå på grund av vikten av långvarigt material på föremålen.

Vulkaniska gaser

Stora, explosiva vulkanutbrott injicerar vattenånga (H ₂ O), koldioxid (CO ₂ ), svaveldioxid (SO ₂ ), väteklorid (HCl), vätefluorid (HF) och aska (pulveriserad sten och pimpsten ) i stratosfären till höjder av 16–32 kilometer (9,9–19,9 mi) över jordens yta. De mest betydande effekterna från dessa injektioner kommer från omvandlingen av svaveldioxid till svavelsyra (H ₂ SO _{4 )} , som kondenserar snabbt i stratosfären för att bilda fina sulfataerosoler . Enbart SO ₂ -utsläppen från två olika utbrott är tillräckliga för att jämföra deras potentiella klimatpåverkan. Aerosolarna ökar jordens albedo — dess reflektion av strålning från solen tillbaka ut i rymden — och kyler därmed jordens lägre atmosfär eller troposfär; emellertid absorberar de också värme som strålas upp från jorden och värmer därmed upp stratosfären . Flera utbrott under det senaste århundradet har orsakat en minskning av medeltemperaturen på jordens yta med upp till en halv grad (Fahrenheit-skalan) under perioder av ett till tre år; Svaveldioxid från Huaynaputinas utbrott orsakade troligen den ryska svälten 1601–1603 .

Surt regn

Askplym stiger upp från Eyjafjallajökull den 17 april 2010

Sulfataerosoler främjar komplexa kemiska reaktioner på deras ytor som förändrar klor- och kvävekemiska arter i stratosfären. Denna effekt, tillsammans med ökade stratosfäriska klornivåer från klorfluorkolväteföroreningar , genererar klormonoxid (ClO), som förstör ozon (O ₃ ). När aerosolerna växer och koagulerar slår de sig ner i den övre troposfären där de fungerar som kärnor för cirrusmoln och ytterligare modifierar jordens strålningsbalans . Det mesta av klorväte (HCl) och vätefluorid (HF) löses i vattendroppar i utbrottsmolnet och faller snabbt till marken som surt regn . Den injicerade askan faller också snabbt från stratosfären; det mesta tas bort inom flera dagar till några veckor. Slutligen frigör explosiva vulkanutbrott växthusgasen koldioxid och ger därmed en djup källa av kol för biogeokemiska kretslopp.

Gasutsläpp från vulkaner är en naturlig bidragande orsak till surt regn. Vulkanisk aktivitet frigör cirka 130 till 230 teragram (145 miljoner till 255 miljoner korta ton ) koldioxid varje år. Vulkanutbrott kan injicera aerosoler i jordens atmosfär . Stora injektioner kan orsaka visuella effekter som ovanligt färgglada solnedgångar och påverka det globala klimatet främst genom att kyla det. Vulkanutbrott ger också fördelen av att tillföra näringsämnen till jorden genom vittringsprocessen av vulkaniska stenar. Dessa bördiga jordar hjälper tillväxten av växter och olika grödor. Vulkanutbrott kan också skapa nya öar, eftersom magman svalnar och stelnar vid kontakt med vattnet. ^{[ citat behövs ]}

Jordbävningar relaterade till vulkanism

Jordbävningar kan uppstå på grund av vulkanisk aktivitet. Dessa jordbävningar kan ge topografisk deformation och/eller förstörelse av byggnader, bostäder, bilar etc. Två olika typer av dessa jordbävningar kan inträffa: vulkantektoniska jordbävningar och långa jordbävningar. "Jordbävningar som produceras av spänningsförändringar i fast berg på grund av injicering eller tillbakadragande av magma (moltonsten) kallas vulkantektoniska jordbävningar". Dessa är farliga på grund av risken för marksprickor eller lutningsfel och förstör därför allt i dess väg. Långvariga jordbävningar, som inträffar när magma plötsligt tvingas in i de omgivande stenarna, ses i allmänhet som en föregångare till själva utbrottet.

Exempel

Jämförelse av stora amerikanska superutbrott ( VEI 7 och 8 ) med stora historiska vulkanutbrott under 1800- och 1900-talet. Från vänster till höger: Yellowstone 2,1 Ma, Yellowstone 1,3 Ma, Long Valley 6,26 Ma, Yellowstone 0,64 Ma. 1800-talsutbrott: Tambora 1815, Krakatoa 1883. 1900-talsutbrott: Novarupta 1912, St Helens 1980, Pinatubo 1991.

Förhistorisk

En vulkanvinter tros ha ägt rum för cirka 70 000 år sedan efter superutbrottet av sjön Toba på ön Sumatra i Indonesien. Enligt Toba-katastrofteorin som vissa antropologer och arkeologer ansluter sig till, fick den globala konsekvenser, dödade de flesta människor som då levde och skapade en befolkningsflaskhals som påverkade det genetiska arvet för alla människor idag.

Det har föreslagits att vulkanisk aktivitet har orsakat eller bidragit till massutdöden i End-Ordovician , Perm-Trias , Sen Devon och möjligen andra. Den massiva utbrottshändelsen som bildade de sibiriska fällorna , en av de största kända vulkanhändelserna under de senaste 500 miljoner åren av jordens geologiska historia, fortsatte i en miljon år och anses vara den troliga orsaken till det " stora döendet " omkring 250 miljoner år sedan, vilket beräknas ha dödat 90 % av de arter som existerade vid den tiden.

Historisk

Utbrottet av Mount Tambora 1815 skapade globala klimatavvikelser som blev känt som " året utan sommar " på grund av effekten på det nordamerikanska och europeiska vädret. Jordbruksskördarna misslyckades och boskap dog på stora delar av norra halvklotet, vilket resulterade i en av 1800-talets värsta hungersnöd.

Den iskalla vintern 1740–41, som ledde till utbredd hungersnöd i norra Europa, kan också bero på ett vulkanutbrott.

Övervakning och begränsning

Enligt John Ewert och Ed Miller i en publikation från 1995 är "en stor majoritet av världens potentiellt aktiva vulkaner oövervakade". Av de historiskt aktiva vulkanerna i världen är mindre än en fjärdedel övervakade. Endast tjugofyra vulkaner i hela världen övervakas noggrant för aktivitet. De uppger också att "sjuttiofem procent av de största explosiva utbrotten sedan 1800 inträffade vid vulkaner som inte hade några tidigare historiska utbrott".

Genom att övervaka den seismiska och geologiska aktiviteten kan USGS varna människor i förväg om överhängande fara. Dessa vulkanologer mäter storleken på ett utbrott på två sätt: utbrottsstorleken (med volymen eller massan av magma som bröt ut) och utbrottsintensiteten (med graden av magma som bröt ut). Olika former av satelliter och bilder, som InSAR-satellitbilder, övervakar aktiviteten som inte exponeras för blotta ögat.

Drönare i kombination med lätta gassensorer blir allt populärare inom vulkanisk övervakning, eftersom användningen av drönare gör att forskaren kan öka avståndet till vulkanutloppet och därför minska risken förknippad med gasprovtagning direkt vid kratern. Miniatyrisering av nämnda system erbjuder möjligheten att öka mätfrekvensen genom att minska vikt och kostnad och därför förbättra övervakningen. Vanligt uppmätta gaser är CO ₂ och SO ₂ som gör det möjligt att upptäcka kommande förändringar i vulkanisk aktivitet, som det redan visades vid t.ex. Etna , Italien.

Situationen har dock förändrats något med det internationella årtiondet för naturkatastroferminskning och Yokohama-strategin sedan 1994. Rapporten Global Assessment of Risk (GAR) är en vartannat år genomgång och analys av naturrisker publicerad av FN:s kontor för katastrofriskminskning (UNISDR). Rapporten implementerar UN Hyogo Framework for Action.

Zadeh et al. (2014) ger en översikt över risker och samhälleliga konsekvenser av extrema naturrisker och en bedömning av den globala risken för vulkaner och innehåller en vädjan om att grunda en världsomspännande vulkanologisk organisation jämförbar med WMO. EU har nyligen startat stora forskningsprogram som handlar om riskbedömning, jämför:

NOVAC - Nätverk för observation av vulkaniska och atmosfäriska förändringar,
MULTIMO multidisciplinär övervakning, modellering och prognoser av vulkanisk fara, risk för explosiva utbrott och beslutsstöd för EU-befolkningar som hotas av vulkaner,
ERUPT Processer och tidsskala för Magma Evolution i vulkaniska system
E-RUPTIONS Ett satellittelekommunikations- och internetbaserat seismiskt övervakningssystem för vulkanutbrottsprognoser och riskhantering
EXPLORIS Risk för explosiva utbrott och beslutsstöd för EU-befolkningar som hotas av vulkaner

British Geological Survey har olika pågående vulkanologiprogram.

Se även

Decenniets vulkaner

Bibliografi

Cutter, Susan , (1993) Living with Risk: The Geography of Technological Hazards, Edward Arnold Publishing ISBN 0-340-52987-3
Decker, Robert och Barbara Decker (2006) Volcanoes, (4:e upplagan) WH Freeman and Company Publishing ISBN 0-7167-8929-9
Ernst, GG, M. Kervyn och RM Teeuw, Framsteg inom fjärranalys av vulkanisk aktivitet och risker, med särskild hänsyn till tillämpningar i utvecklingsländer, International Journal of Remote Sensing; nov 2008, vol. 29 nummer 22
Fauziati, S. och K. Watanabe, Ontology of Volcano System and Volcanic Hazards Assessment, International Journal of Geoinformatics; dec 2010, vol. 6 Nummer 4 Artikel
Kusky, Timothy (2008) Vulkaner: utbrott och andra vulkaniska faror, Infobase Publishing ISBN 0-8160-6463-6
Lockwood, John P. (2010) Volcanoes : global perspectives, Wiley-Blackwell Publishing ISBN 978-1-4051-6250-0
Martin, Thomas R., Alfred P. Wehner och John Butler, Utvärdering av fysiska hälsoeffekter på grund av vulkaniska faror: Användningen av experimentella system för att uppskatta lungtoxiciteten hos vulkanaska, American Journal of Public Health; Mar 86 Supplement, Vol. 76 Nummer 3
Olsen, Khris B. och Jonathan S. Fruchter, Identifiering av de fysiska och kemiska egenskaperna hos vulkaniska faror, American Journal of Public Health; Mar86 Supplement, Vol. 76 Nummer 3
Rosi, Mauro, Paolo Papale, Luca Lupe och Marco Stopato, (2003) Volcanoes, Firefly Books Ltd Publishing ISBN 1-55297-683-1
USGS, Living With Vulcanoes The Geological Survey's Volcano Hazards Program. (1991). US Geological Survey Circular 1073.
Zhong Lu, Jixian Zhang, Yonghong Zhang och Daniel Dzurisin, Övervakning och karakterisering av naturliga faror med satellit InSAR-bilder, Journal Annals of GIS; Mar 2010, vol. 16 Nummer 1

externa länkar