Le eruzioni vulcaniche sono uno degli agenti naturali di cambiamento più impressionanti, violenti e drammatici del nostro pianeta. Le immagini di un'eruzione possono includere uno spettacolo vivido di lava gialla e rossa che ribolle dalle fessure, fuochi arancioni e fumo bianco.

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Oltre ai pericoli visibili che eruttano da un vulcano, c'è qualcosa di invisibile ma non meno pericoloso: i gas tossici. anidride solforosa, anidride carbonica, acido solfidrico, acido cloridrico e monossido di carbonio. I gas vengono rilasciati dal magma quando la pressione della terra non è più in grado di contenerli, come quando si apre una bottiglia di champagne o una lattina di soda.

Essere preparati significa conoscere i tipi di vulcano e di eruzione, i gas e gli altri detriti che possono essere rilasciati e la distanza percorsa da fumo, cenere e gas.

Tipi di vulcani

I geologi generalmente raggruppano i vulcani in quattro tipi principali: coni di cenere, vulcani compositi, vulcani a scudo e cupole di lava.

1. Coni di cenere o scoria sono il tipo di vulcano più comune. Sono caratterizzati da pendii dritti e ripidi, hanno un cratere gigante sulla sommità e raramente superano i 300 metri di altezza.
2. Vulcani compositichiamati anche stratovulcani, spesso superano i 3.000 metri di altezza. Verso la base hanno pendii dolci che diventano ripidi verso la cima e presentano un piccolo cratere sulla sommità. Sono il tipo di vulcano più pittoresco e il più letale.
3. Vulcani a scudo sono massicci e ampi, in genere 20 volte più larghi che alti. I vulcani più alti del mondo sono vulcani a scudo e si innalzano per oltre 9.500 metri.
4. Cupole vulcaniche o di lava sono formati da masse relativamente piccole e bulbose di lava, troppo viscose per scorrere a grande distanza.¹

Tipi di eruzioni vulcaniche

Il tipo di eruzione vulcanica è determinato dal contenuto di cristalli e gas e dalla temperatura del magma:

• Cristalli influenzano la viscosità del magma (spessore di un liquido). L'aumento del contenuto di cristalli crea un magma più spesso e con una maggiore viscosità.
• I gas intrappolati nel magma più viscoso hanno più difficoltà a fuoriuscire. Questo rende più probabile un'esplosione.
• Temperatura: I magmi a temperatura più elevata consentono ai gas di fuoriuscire più facilmente, mentre quelli a temperatura più bassa sono più viscosi e aumentano la probabilità di un'esplosione.

Le eruzioni vulcaniche sono classificate in diversi tipi. Alcune prendono il nome da un particolare vulcano, altre dalla forma dei detriti dell'eruzione o dal luogo in cui si verificano.

1. Eruzioni stromboliane sono esplosioni distinte di lava fluida provenienti dalla bocca di un condotto sommitale pieno di magma. Le esplosioni si verificano di solito ogni pochi minuti a intervalli regolari o irregolari.
2. Eruzioni vulcaniane sono esplosioni brevi, violente e relativamente piccole di magma viscoso. Le eruzioni vulcaniane danno luogo a potenti esplosioni in cui il materiale può viaggiare a una velocità superiore a 350 metri al secondo (800 mph) e sollevarsi per diversi chilometri in aria.
3. Eruzioni di cupole laviche si formano quando la lava, molto viscosa e friabile, viene spremuta fuori da un condotto senza esplodere.
4. Eruzioni surtseyane si verificano quando il magma o la lava interagiscono in modo esplosivo con l'acqua, di solito da un vulcano sottomarino.
5. Hawaiano: La lava fluida viene lanciata in aria in getti da una bocca o da una linea di bocche (una fessura) sulla cima. I getti possono durare ore o addirittura giorni e sono chiamati "fontane di fuoco". Poiché il magma ha una bassa viscosità, la lava può percorrere chilometri prima di raffreddarsi e indurirsi.
6. Pliniano sono i più grandi e violenti di tutti i tipi. Sono estremamente distruttivi e possono persino cancellare l'intera cima di una montagna, come è accaduto al Monte St. Helens nel 1980.

Che cos'è la cenere vulcanica?

Cenere vulcanica è un termine comunemente usato per indicare tutti i "tephra" o "piroclastici", che sono particelle di materiale roccioso igneo di varie dimensioni espulse dai vulcani. I termini tephra / piroclastici sono classificati in base alle dimensioni:

• Blocchi o bombe: più di 64 millimetri (2,5 pollici)
• Lapilli: meno di 64 mm
• Cenere vulcanica: meno di 2 mm (0,079 in.)
• Cenere vulcanica fine o polvere vulcanica: meno di 0,063 mm (0,0025 in.)

Tutte le eruzioni esplosive producono tephra. Le ceneri vulcaniche e le ceneri vulcaniche fini vengono disperse dai venti prevalenti e possono cadere a centinaia o addirittura migliaia di chilometri di distanza. Le ceneri vulcaniche sospese nell'atmosfera rappresentano un pericolo per l'aviazione.

I tephra possono anche creare impatti considerevoli al suolo. Le cadute relativamente sottili (meno di 10 mm) possono avere effetti negativi sulla salute delle persone vulnerabili e possono interrompere i servizi infrastrutturali critici, l'aviazione, l'agricoltura e altre attività socio-economiche su aree potenzialmente enormi.

Le cadute di cenere spesse (più di 100 mm) possono danneggiare le colture, la vegetazione e le infrastrutture, causare danni strutturali agli edifici e creare grandi esigenze di bonifica. Tuttavia, sono tipicamente limitate a decine di chilometri dalla bocca e, poiché si verificano con eruzioni di grandi dimensioni, sono relativamente rare.

Gli effetti a breve termine includono generalmente l'irritazione degli occhi e delle vie aeree superiori e l'esacerbazione dell'asma preesistente. Le comunità colpite possono subire anche altri impatti sociali diretti e indiretti, tra cui l'interruzione dei mezzi di sussistenza e l'ansia che può provocare.²

Che cos'è il vog?

Il termine "vog" è generico: la percentuale effettiva di gas e particelle dipende dal tempo di reazione nell'atmosfera. Il vog è una miscela nebulosa di SO₂ e PM2,5che sono composti principalmente da gocce di acido solforico e altri solfati (SO₄).

Gli aerosol si formano quando l'SO₂ e altri gas vulcanici si combinano nell'atmosfera e interagiscono chimicamente con l'ossigeno, l'umidità, la polvere e la luce solare per periodi che vanno dai minuti ai giorni.

L'esatta composizione del vog dipende dal tempo di reazione del pennacchio vulcanico nell'atmosfera. Lontano dalla bocca di eruzione, gli aerosol sono la componente principale del vog. Più vicino al vulcano, il vog contiene sia aerosol che SO non reagita.₂ non reagita.

Vicino alle fonti di emissione di gas, il vog può contenere quantità significative di SO non reagita.₂ non reagita. Più a lungo l'SO₂ deve reagire nell'atmosfera, più completa è l'emissione di SO₂ a particelle. Le particelle fini disperdono la luce solare, causando la foschia visibile che si osserva sottovento. Quindi, lontano dal vulcano, il vog è composto principalmente da PM2,5.

Le persone con condizioni mediche preesistenti sono il gruppo principale a rischio di effetti sulla salute dovuti all'esposizione al vog, ma anche le persone sane possono manifestare sintomi.

Le colture agricole e altre piante sono soggette a danni da esposizione agli inquinanti. Gli agricoltori e i giardinieri che si trovano nel percorso degli inquinanti (SO₂ e piogge acide) hanno riportato danni significativi alle piante causati dai venti che soffiano SO₂ e particelle acide.

Che cos'è il laze?

Quando la lava fusa si getta nell'oceano, reagisce vigorosamente con l'acqua di mare per creare un altro tipo di pennacchio di gas che provoca condizioni nebbiose e nocive sottovento all'ingresso nell'oceano. Denominato pennacchio "laze" (per una fusione delle parole "lava" e "haze"), si forma attraverso una serie di reazioni chimiche quando la lava calda fa bollire l'acqua di mare fino a seccarla.

Il laze è spesso una miscela irritante di gas acido cloridrico (HCl), vapore e piccole particelle di vetro vulcanico. Questa miscela di gas caldi e corrosivi ha causato morti, quindi il laze deve essere preso sul serio. I venti possono trasportare il laze e anche i suoi bordi più radi possono causare irritazioni alla pelle e agli occhi e difficoltà respiratorie. Il laze può anche provocare piogge acide con proprietà corrosive.³

Da cosa è composto il gas vulcanico?

Il magma contiene gas disciolti, che forniscono la forza motrice che causa la maggior parte delle eruzioni vulcaniche. Il gas vulcanico di gran lunga più abbondante è il vapore acqueo, che è innocuo. Tuttavia, dai vulcani possono essere emesse anche quantità significative di anidride carbonica, anidride solforosa, idrogeno solforato e alogenuri di idrogeno.

Anidride carbonica vulcanica

Quando questo gas incolore e inodore viene emesso dai vulcani, in genere si diluisce a basse concentrazioni molto rapidamente e non è pericoloso per la vita. Tuttavia, poiché il biossido di carbonio freddo è più pesante dell'aria, può fluire in aree basse dove può raggiungere concentrazioni molto più elevate in determinate condizioni atmosferiche molto stabili. Questo può comportare seri rischi per le persone e gli animali.

Respirare aria con più del 3% di CO₂ può portare rapidamente a mal di testa, vertigini, aumento della frequenza cardiaca e difficoltà respiratorie. A concentrazioni superiori al 15% circa, il CO₂ provoca rapidamente perdita di coscienza e morte.

Le emissioni di anidride carbonica di un vulcano tendono a diluirsi rapidamente e quindi non rappresentano una minaccia diretta per le persone. Tuttavia, l'anidride carbonica è più pesante dell'aria e può quindi accumularsi in aree basse. Se una persona dovesse entrare in un'area bassa dove il gas si è depositato dopo un'eruzione vulcanica, respirare quest'aria concentrata potrebbe rivelarsi fatale.³

L'anidride solforosa vulcanica (SO₂)

L'anidride solforosa (SO₂) è irritante per gli occhi, la pelle e il sistema respiratorio. Le persone con malattie cardiovascolari o disturbi respiratori, come l'asma, sono particolarmente vulnerabili. Anche gli anziani, i neonati e le donne in gravidanza sono particolarmente sensibili. Nessuno conosce gli effetti a lungo termine sulla salute dell'esposizione all'anidride solforosa vulcanica, dicono i funzionari.

L'anidride solforosa è un gas incolore dall'odore pungente che irrita la pelle, i tessuti e le membrane mucose di occhi, naso e gola. SO₂ possono causare piogge acide e inquinamento atmosferico sottovento a un vulcano. Le alte concentrazioni di anidride solforosa producono smog vulcanico, causando problemi di salute persistenti per le popolazioni sottovento.

Durante le grandi eruzioni, l'SO₂ può essere iniettata ad altitudini superiori a 10 km nella stratosfera. Qui, l'SO₂ viene convertito in aerosol di solfato che riflettono la luce solare e quindi hanno un effetto di raffreddamento sul clima terrestre. Hanno anche un ruolo nella riduzione dell'ozono, poiché molte delle reazioni che distruggono l'ozono avvengono sulla superficie di questi aerosol.⁴

Idrogeno solforato vulcanico

L'idrogeno solforato è un gas incolore e infiammabile con un forte odore offensivo, talvolta chiamato gas di fogna. In alte concentrazioni è molto tossico.

È interessante notare che il naso umano è più sensibile all'H2S di qualsiasi strumento di monitoraggio dei gas di cui disponiamo oggi: miscele d'aria con appena lo 0,000001% di H2S sono associate a un odore di uova marce. Tuttavia, a rapporti di miscelazione superiori a circa lo 0,01%, l'H2S diventa inodore e molto tossico, causando irritazione delle vie respiratorie superiori e, in caso di esposizione prolungata, edema polmonare.

L'esposizione a oltre 500 ppm per più di cinque minuti può causare la caduta di una persona. Se l'esposizione a questo livello dura fino a un'ora, può provocare la morte.

Alogenuri di idrogeno vulcanici (HF, HCl, HBr)

Quando il magma risale vicino alla superficie, i vulcani possono emettere gli alogeni fluoro (HF), cloro (HCl) e bromo sotto forma di alogenuri di idrogeno (HBr). Questi gas sono acidi, hanno un'elevata solubilità e possono potenzialmente causare piogge acide. Le particelle di cenere sono spesso rivestite di alogenuri di idrogeno. Una volta depositate, queste particelle di cenere possono avvelenare le forniture di acqua potabile, le colture agricole e i pascoli.⁵

Popolazioni a rischio ed emissioni dei vulcani

La maggior parte degli adulti sani si riprende dall'esposizione. Tuttavia, alcuni individui sono più a rischio di gravi conseguenze per la salute, tra cui:

• Bambini piccoli. I bambini i cui polmoni sono ancora in fase di sviluppo sono considerati più vulnerabili, indipendentemente dal fatto che abbiano una condizione preesistente.
• Donne incinte. L'inalazione di vodka espone le donne incinte e i loro bambini non ancora nati a un rischio maggiore rispetto alla popolazione generale.
• Anziani. Questa popolazione è considerata a rischio a causa dell'aumento del tasso di malattie polmonari e cardiache preesistenti.
• Chiunque abbia una malattia respiratoria. I soggetti affetti da enfisema, bronchite cronica, BPCO, asma o altre malattie respiratorie sono a rischio.
• Persone con malattie cardiovascolari. Le malattie circolatorie comprendono l'ipertensione arteriosa, le malattie vascolari, l'insufficienza cardiaca e le patologie cerebrovascolari. Queste condizioni rendono i soggetti suscettibili di attacchi cardiaci, dolore toracico transitorio, insufficienza cardiaca, ictus e morte improvvisa per aritmia cardiaca.

Consigli per la preparazione alle emissioni del vulcano

• Rimanere in casa il più possibile. Questo è molto utile negli edifici che impediscono all'aria esterna di entrare.
• Indossare una maschera all'aperto. Per proteggersi dalle particelle di fumo, utilizzare solo maschere con classificazione N95 o N100.
• Controllare i siti di monitoraggio della qualità dell'ariacome ad esempio il Indice di qualità dell'aria AirVisual.
• Tenere i farmaci a portata di mano. Se soffrite di asma o di altre patologie respiratorie, tenete a portata di mano i farmaci e usateli come prescritto. Se non avete farmaci, ma pensate di averne bisogno, chiamate il vostro medico.
• Indossare una maschera contro l'inquinamento atmosfericocome quella certificata KN95 IQAir Mascheraper proteggersi dall'inalazione del particolato inquinante presente nell'aria.
• Create un santuario dell'aria pulita all'interno della vostra casa. Le particelle e i gas possono accumularsi rapidamente all'interno della casa. Tenete le finestre chiuse e sigillate tutte le aperture verso l'esterno, comprese le prese d'aria. Se si utilizza un condizionatore d'aria, assicurarsi di impostare il ricircolo e di chiudere la presa d'aria fresca. Filtrare l'aria durante la ventilazione dell'ambiente con un filtro purificatore d'aria ad alte prestazioni per lo smog vulcanico (vog)come il GC MultiGas.
• Evitare attività che inquinano ulteriormente l'aria interna. Evitate di accendere candele, di usare il camino o di passare l'aspirapolvere (a meno che non abbiate un aspirapolvere HEPA ad alte prestazioni). Tutte queste attività possono infatti diventare ulteriori fonti di inquinanti per l'aria interna.

Eventi naturali come le eruzioni vulcaniche non possono essere controllati. Tuttavia, con la conoscenza e la preparazione, potete proteggere voi stessi e la vostra famiglia nel miglior modo possibile.