Rischi vulcanici | Flussi di lava, lahar, gas, piroclastici

Contenuto

• Rischi vulcanici
• Lava Flows
• Correnti di densità piroclastica
• Cascate piroclastiche
• lahar
• gas
• Circa l'autore

Questa è una delle numerose correnti di lava del flusso di Prince Avenue che attraversa la foresta tra le strade trasversali di Paradise e Orchid. Il flusso di lava è largo circa 3 metri. (Kalapana / Royal Gardens, Hawaii). Immagine di USGS. Ingrandisci immagine

Rischi vulcanici

I vulcani possono essere eccitanti e affascinanti, ma anche molto pericolosi. Qualsiasi tipo di vulcano è in grado di creare fenomeni dannosi o mortali, sia durante un'eruzione che durante un periodo di quiescenza. Capire cosa può fare un vulcano è il primo passo per mitigare i rischi vulcanici, ma è importante ricordare che anche se gli scienziati hanno studiato un vulcano per decenni, non conoscono necessariamente tutto ciò di cui è capace. I vulcani sono sistemi naturali e hanno sempre qualche elemento di imprevedibilità.

I vulcanologi lavorano sempre per capire come si comportano i rischi vulcanici e cosa si può fare per evitarli. Ecco alcuni dei pericoli più comuni e alcuni dei modi in cui si formano e si comportano. (Si noti che questo è inteso solo come una fonte di informazioni di base e non deve essere trattato come una guida di sopravvivenza da parte di coloro che vivono vicino a un vulcano. Ascoltare sempre le avvertenze e le informazioni emesse dai vulcanologi locali e dalle autorità civili.)

Lava Flows

La lava è una roccia fusa che fuoriesce da un vulcano o da uno sfogo vulcanico. A seconda della sua composizione e temperatura, la lava può essere molto fluida o molto appiccicosa (viscosa). I flussi di fluido sono più caldi e si muovono più velocemente; possono formare corsi d'acqua o fiumi o diffondersi attraverso i paesaggi nei lobi. I flussi viscosi sono più freddi e percorrono distanze più brevi e talvolta possono accumularsi in cupole o tappi di lava; crolli di fronti di flusso o cupole possono formare correnti di densità piroclastica (discussi più avanti).

La maggior parte dei flussi di lava può essere facilmente evitata da una persona a piedi, poiché non si muove molto più velocemente della velocità di camminata, ma un flusso di lava di solito non può essere fermato o deviato. Poiché i flussi di lava sono estremamente caldi - tra 1.000-2.000 ° C (1.800 - 3.600 ° F) - possono causare gravi ustioni e spesso bruciare vegetazione e strutture. La lava che scorre da uno sfiato crea anche enormi quantità di pressione, che può schiacciare o seppellire qualsiasi cosa sopravviva a essere bruciata.

Depositi di flusso piroclastico che coprono la vecchia città di Plymouth sull'isola caraibica di Montserrat. Immagine copyright iStockphoto / S. Hannah. Ingrandisci immagine

Flusso piroclastico a Mount St. Helens, Washington, 7 agosto 1980. Immagine di USGS. Ingrandisci immagine

Correnti di densità piroclastica

Le correnti di densità piroclastica sono un fenomeno esplosivo esplosivo. Sono miscele di roccia polverizzata, cenere e gas caldi e possono muoversi a velocità di centinaia di miglia all'ora. Queste correnti possono essere diluite, come nei picchi piroclastici, o concentrate, come nei flussi piroclastici. Sono guidati dalla gravità, il che significa che scorrono giù per i pendii.

Un'ondata piroclastica è una corrente di densità diluita e turbolenta che di solito si forma quando il magma interagisce in modo esplosivo con l'acqua. Le sovratensioni possono attraversare ostacoli come le pareti della valle e lasciare sottili depositi di cenere e roccia che ricoprono la topografia. Un flusso piroclastico è una valanga concentrata di materiale, spesso dovuta al collasso di una cupola di lava o di una colonna di eruzione, che crea enormi depositi di dimensioni variabili dalle ceneri ai massi. I flussi piroclastici hanno maggiori probabilità di seguire valli e altre depressioni e i loro depositi riempiono questa topografia. Occasionalmente, tuttavia, la parte superiore di una nuvola di flusso piroclastica (che è principalmente cenere) si staccherà dal flusso e viaggerà da sola come un'ondata.

Le correnti di densità piroclastica di qualsiasi tipo sono mortali. Possono percorrere brevi distanze o centinaia di miglia dalla loro sorgente e muoversi a velocità fino a 1.000 km / h (650 mph). Sono estremamente caldi - fino a 400 ° C (750 ° F). La velocità e la forza di una corrente di densità piroclastica, combinata con il suo calore, fanno sì che questi fenomeni vulcanici di solito distruggano qualsiasi cosa sul loro cammino, bruciando o schiacciando o entrambi. Qualunque cosa catturata da una corrente di densità piroclastica sarebbe gravemente bruciata e colpita da detriti (compresi i resti di qualunque cosa il flusso attraversasse). Non c'è modo di sfuggire a una corrente di densità piroclastica se non quella di essere lì quando succede!

Un esempio sfortunato della distruzione causata dalle correnti di densità piroclastica è la città abbandonata di Plymouth sull'isola caraibica di Montserrat. Quando il vulcano Soufrière Hills iniziò a scoppiare violentemente nel 1996, correnti di densità piroclastica da nuvole di eruzione e crolli di cupola di lava viaggiarono nelle valli in cui molte persone avevano le loro case e inondarono la città di Plymouth. Quella parte dell'isola è stata da allora dichiarata zona di non ingresso ed evacuata, sebbene sia ancora possibile vedere i resti di edifici che sono stati rovesciati e sepolti e oggetti che sono stati fusi dal calore delle correnti di densità piroclastica .

Monte Pinatubo, Filippine. Vista dell'impostazione dell'aereo DC-10 di World Airways sulla sua coda a causa del peso della cenere del 15 giugno 1991. Stazione aerea navale di Cubi Point. Foto USN di R. L. Rieger. 17 giugno 1991. Ingrandisci immagine

Cascate piroclastiche

Le cadute piroclastiche, note anche come fallout vulcanico, si verificano quando il tephra - roccia frammentata di dimensioni comprese tra mm e decine di cm (frazioni di pollici in piedi) - viene espulso da una bocca vulcanica durante un'eruzione e cade a terra a una certa distanza da lo sfiato. Le cascate sono solitamente associate a colonne eruttive pliniane, nuvole di cenere o pennacchi vulcanici. La tefra nei depositi di caduta piroclastica potrebbe essere stata trasportata a breve distanza dallo sfiato (da pochi metri a diversi km) o, se iniettata nell'atmosfera superiore, potrebbe girare intorno al globo. Qualsiasi tipo di deposito piroclastico di caduta si manterrà o si avvolgerà sul paesaggio e diminuirà sia in dimensioni che in spessore più lontano dalla sua fonte.

Le cadute di tefra di solito non sono direttamente pericolose a meno che una persona non sia abbastanza vicina a un'eruzione da essere colpita da frammenti più grandi. Tuttavia, gli effetti delle cadute possono essere. La cenere può soffocare la vegetazione, distruggere le parti mobili nei motori (specialmente negli aerei) e graffiare le superfici. Scorie e piccole bombe possono rompere oggetti delicati, ammaccare metalli e incastrarsi nel legno. Alcune cadute piroclastiche contengono sostanze chimiche tossiche che possono essere assorbite nelle piante e nelle riserve idriche locali, che possono essere pericolose sia per le persone che per il bestiame. Il principale pericolo di cadute piroclastiche è il loro peso: tephra di qualsiasi dimensione è costituita da roccia polverizzata e può essere estremamente pesante, specialmente se si bagna. La maggior parte dei danni causati dalle cadute si verifica quando cenere bagnata e scorie sui tetti degli edifici causano il loro crollo.

Il materiale piroclastico iniettato nell'atmosfera può avere conseguenze globali e locali. Quando il volume di una nuvola di eruzione è abbastanza grande e la nuvola viene diffusa abbastanza lontano dal vento, il materiale piroclastico può effettivamente bloccare la luce solare e causare un raffreddamento temporaneo della superficie terrestre. In seguito all'eruzione del Monte Tambora nel 1815, così tanto materiale piroclastico raggiunse e rimase nell'atmosfera terrestre che le temperature globali scesero in media di circa 0,5 ° C (~ 1,0 ° F). Ciò causò l'incidenza mondiale di condizioni meteorologiche estreme e portò il 1816 a essere noto come L'anno senza estate.

Grande masso trasportato nel flusso lahar, Muddy River, ad est del Monte Sant'Elena, Washington. Geologi per scala. Foto di Lyn Topinka, USGS. 16 settembre 1980. Ingrandisci immagine

lahar

I lahar sono un tipo specifico di fango costituito da detriti vulcanici. Possono formarsi in una serie di situazioni: quando un piccolo pendio collassa raccoglie acqua sulla loro strada lungo un vulcano, attraverso il rapido scioglimento di neve e ghiaccio durante un'eruzione, da forti piogge su detriti vulcanici sciolti, quando un vulcano erutta attraverso un lago di cratere, o quando un lago di cratere si prosciuga a causa del trabocco o del crollo del muro.

I lahar scorrono come liquidi, ma poiché contengono materiale sospeso, di solito hanno una consistenza simile al calcestruzzo bagnato. Scorrono in discesa e seguiranno depressioni e valli, ma possono estendersi se raggiungono un'area piatta. I lahar possono viaggiare a una velocità di oltre 80 km / h e raggiungere distanze a decine di miglia dalla loro sorgente. Se sono stati generati da un'eruzione vulcanica, possono trattenere abbastanza calore da rimanere a 60-70 ° C (140-160 ° F) quando si fermano.

I lahar non sono così veloci o caldi come altri pericoli vulcanici, ma sono estremamente distruttivi. Distruggeranno o seppelliranno qualsiasi cosa sul loro cammino, a volte con depositi spessi di decine di piedi. Qualunque cosa non possa uscire da un percorso lahar o sarà spazzata via o sepolta. I Lahar possono tuttavia essere rilevati in anticipo dai monitor acustici (sonori), che danno alle persone il tempo di raggiungere le alture; a volte possono anche essere canalizzati lontano da edifici e persone da barriere di cemento, sebbene sia impossibile fermarli completamente.

Lake Nyos, Camerun, Gas Release 21 agosto 1986. Bovini morti e composti circostanti nel villaggio di Nyos. 3 settembre 1986. Immagine di USGS. Ingrandisci immagine

Anidride solforosa emessa dalle fumarole delle banche di zolfo sulla cima del vulcano Kilauea, Hawaii. Ingrandisci immagine

gas

I gas vulcanici sono probabilmente la parte meno appariscente di un'eruzione vulcanica, ma possono essere uno degli effetti più letali di un'eruzione. La maggior parte del gas rilasciato in un'eruzione è vapore acqueo (H₂O), e relativamente innocuo, ma i vulcani producono anche biossido di carbonio (CO₂), anidride solforosa (SO₂), acido solfidrico (H₂S), fluoro gas (F₂), acido fluoridrico (HF) e altri gas. Tutti questi gas possono essere pericolosi - anche mortali - nelle giuste condizioni.

L'anidride carbonica non è velenosa, ma sostituisce la normale aria che trasporta ossigeno ed è inodore e incolore. Perché è più pesante dell'aria, si accumula nelle depressioni e può soffocare persone e animali che vagano nelle tasche dove ha spostato l'aria normale. Può anche dissolversi in acqua e raccogliersi sul fondo del lago; in alcune situazioni, l'acqua di quei laghi può improvvisamente scoppiare enormi bolle di anidride carbonica, uccidendo vegetazione, bestiame e persone che vivono nelle vicinanze. Questo è stato il caso del rovesciamento del lago Nyos in Camerun, in Africa, nel 1986, dove un'eruzione di CO₂ dal lago soffocarono più di 1.700 persone e 3.500 animali nei villaggi vicini.

L'anidride solforosa e l'acido solfidrico sono entrambi gas a base di zolfo e, diversamente dall'anidride carbonica, hanno un distinto odore acido, di uova marce. COSÌ₂ può combinarsi con il vapore acqueo nell'aria per formare acido solforico (H₂COSÌ₄), un acido corrosivo; H₂S è anche molto acido ed estremamente velenoso anche in piccole quantità. Entrambi gli acidi irritano i tessuti molli (occhi, naso, gola, polmoni, ecc.) E quando i gas formano acidi in quantità sufficientemente grandi, si mescolano con il vapore acqueo per formare vog, o nebbia vulcanica, che può essere pericoloso respirare e causare danno ai polmoni e agli occhi. Se gli aerosol a base di zolfo raggiungono l'atmosfera superiore, possono bloccare la luce solare e interferire con l'ozono, che ha effetti sia a breve che a lungo termine sul clima.

Uno dei gas più cattivi, anche se meno diffusi dai vulcani, è il gas fluoro (F₂). Questo gas è marrone giallastro, corrosivo ed estremamente velenoso. Come CO₂, è più denso dell'aria e tende a accumularsi nelle aree basse. Il suo acido compagno, acido fluoridrico (HF), è altamente corrosivo e tossico e provoca terribili ustioni interne e attacca il calcio nel sistema scheletrico. Anche dopo che il gas o l'acido visibile si è dissipato, il fluoro può essere assorbito nelle piante e può essere in grado di avvelenare persone e animali per lunghi periodi a seguito di un'eruzione. Dopo l'eruzione del 1783 di Laki in Islanda, l'avvelenamento da fluoro e la carestia causarono la morte di oltre la metà del bestiame del paese e quasi un quarto della sua popolazione.

Circa l'autore

Jessica Ball è una studentessa laureata presso il Dipartimento di Geologia della State University di New York a Buffalo. La sua concentrazione è in vulcanologia e attualmente sta studiando il collasso della cupola di lava e i flussi piroclastici. Jessica si è laureata in scienze presso il College of William and Mary e ha lavorato per un anno presso l'American Geological Institute nel programma Education / Outreach. Scrive anche il blog Magma Cum Laude, e in quanto tempo libero le resta, le piace arrampicare su roccia e suonare vari strumenti a corda.