Вулканические извержения - один из самых впечатляющих, сильных и драматических природных факторов, вызывающих изменения на нашей планете. Изображения извержения могут включать в себя яркую картину желтой и красной лавы, вырывающейся из трещин, оранжевые пожары и белый дым.

Получите свой БЕСПЛАТНО Контрольный список готовности к вулканам прямо сейчас!

Скачать сейчас

×Закрыть

Отправить по электронной почте

Нет благодарности

Наряду с видимой опасностью, исходящей от вулкана, есть и невидимая, но не менее опасная: токсичные газы. диоксид серы, двуокись углерода, сероводород, соляная кислота и монооксид углерода. Газы высвобождаются из магмы, когда давление земли уже не в состоянии их удержать, подобно тому, как открывается бутылка шампанского или банка газировки.

Быть готовым - значит знать типы вулканов и извержений, какие газы и другие обломки могут быть выброшены и как далеко могут распространиться дым, пепел и газы.

Типы вулканов

Геологи обычно делят вулканы на четыре основных типа - шлаковые конусы, составные вулканы, щитовые вулканы и лавовые купола.

1. Пепловые конусы, или скории являются наиболее распространенным типом вулканов. Они имеют прямые, крутые склоны, гигантский кратер на вершине и редко превышают 300 метров (1000 футов) в высоту.
2. Составные вулканыиногда называемые стратовулканами, часто достигают высоты более 3 000 м (10 000 футов). К основанию они имеют пологие склоны, которые становятся крутыми к вершине и имеют небольшой кратер на вершине. Это самый живописный тип вулканов - и самый смертоносный.
3. Щитовые вулканы массивные и широкие, обычно в 20 раз шире, чем их высота. Самые высокие вулканы в мире - щитовые, их высота превышает 9 500 м (31 000 футов).
4. Вулканические или лавовые купола образованы относительно небольшими, луковицеобразными массами лавы, слишком вязкой, чтобы течь на большое расстояние.¹

Типы вулканических извержений

Тип вулканического извержения определяется содержанием кристаллов и газов, а также температурой магмы:

• Кристаллы влияют на вязкость магмы (густоту жидкости). Увеличение содержания кристаллов приводит к образованию соответственно более густой магмы с более высокой вязкостью.
• Газы застрявшие в более вязкой магме, труднее вырваться наружу. Это повышает вероятность взрыва.
• Температура: Магма с более высокой температурой позволяет газам легче выходить наружу, в то время как магма с более низкой температурой более вязкая и увеличивает вероятность взрыва.

Извержения вулканов делятся на несколько типов. Одни названы в честь конкретного вулкана, другие - по форме обломков извержения или месту, где они происходят.

1. Стромболианские извержения это отчетливые всплески жидкой лавы, вырывающиеся из устья заполненного магмой вершинного канала. Взрывы обычно происходят каждые несколько минут с регулярными или нерегулярными интервалами.
2. Вулканические извержения это короткие, сильные, относительно небольшие взрывы вязкой магмы. Вулканические извержения приводят к мощным взрывам, при которых материал может двигаться со скоростью более 350 метров в секунду (800 миль в час) и подниматься в воздух на несколько километров.
3. Извержения лавовых куполов образуются, когда очень вязкая, кашеобразная лава выдавливается из жерла, не взрываясь.
4. Сурцейские извержения это когда магма или лава взрывообразно взаимодействует с водой, обычно из подводного вулкана.
5. Гавайи: Жидкая лава выбрасывается в воздух струями из жерла или ряда жерл (расщелин) на вершине. Струи могут продолжаться часами или даже днями, что называется "огненным фонтаном". Поскольку магма имеет низкую вязкость, лава может пройти много километров, прежде чем остынет и затвердеет.
6. Плиническое извержение самые крупные и сильные из всех типов. Они чрезвычайно разрушительны и могут даже уничтожить всю вершину горы, как это случилось с вулканом Сент-Хеленс в 1980 году.

Что такое вулканический пепел?

Вулканический пепел - это термин, обычно используемый для обозначения всех видов "тефры" или "пирокластики", которые представляют собой частицы магматических пород различных размеров, выброшенные вулканами. Тефра/пирокластика классифицируется по размеру:

• Блоки или бомбы: более 64 миллиметров (2,5 дюйма)
• Лапилли: менее 64 мм
• Вулканический пепел: менее 2 мм (0,079 дюйма)
• Мелкий вулканический пепел или вулканическая пыль: менее 0,063 мм (0,0025 дюйма)

При всех взрывных извержениях образуется тефра. Вулканический и мелкий вулканический пепел разносится ветрами и может падать на сотни и даже тысячи километров. Вулканический пепел, взвешенный в атмосфере, представляет опасность для авиации.

Тефра также может оказывать значительное воздействие на землю. Относительно тонкие осадки (менее 10 мм) могут иметь негативные последствия для здоровья уязвимых людей и нарушить работу важнейших инфраструктурных служб, авиации, сельского хозяйства и других видов социально-экономической деятельности на потенциально огромных территориях.

Толстые пеплопады (более 100 мм) могут повредить посевы, растительность и инфраструктуру, вызвать структурные повреждения зданий и привести к необходимости проведения масштабных работ по очистке. Однако они обычно происходят в радиусе десятков километров от жерла и, поскольку происходят при крупных извержениях, встречаются относительно редко.

Краткосрочные последствия обычно включают раздражение глаз и верхних дыхательных путей и обострение уже существующей астмы. Пострадавшие сообщества могут испытывать и другие прямые и косвенные социальные последствия, включая нарушение источников средств к существованию и тревогу, которую это может вызвать.²

Что такое вог?

Термин "смог" является общим, а фактическая доля газов и частиц зависит от того, сколько времени они успели прореагировать в атмосфере. Вог - это туманная смесь SO₂ газа и PM2.5которые в основном состоят из капель серной кислоты и других сульфатов (SO₄) соединений.

Аэрозоли образуются, когда SO₂ и другие вулканические газы соединяются в атмосфере и химически взаимодействуют с кислородом, влагой, пылью и солнечным светом в течение периодов от нескольких минут до нескольких дней.

Точный состав вога зависит от того, сколько времени вулканический шлейф успел прореагировать в атмосфере. Вдали от извергающегося жерла основным компонентом вога являются аэрозоли. Ближе к вулкану вог содержит как аэрозоли, так и непрореагировавший SO₂ газ.

Вблизи источников газовых выбросов в воге может содержаться значительное количество непрореагировавшего SO₂ газа. Чем дольше сохраняется SO₂ газ должен прореагировать в атмосфере, тем полнее SO₂ газа в частицы. Мелкие частицы рассеивают солнечный свет, вызывая видимую дымку, которая наблюдается с наветренной стороны. Таким образом, вдали от вулкана вог состоит в основном из PM2.5.

Люди с предсуществующими медицинскими заболеваниями - основная группа, подверженная риску возникновения последствий воздействия вога, но и здоровые люди могут испытывать симптомы.

Сельскохозяйственные культуры и другие растения могут пострадать от воздействия загрязняющих веществ. Фермеры и садоводы, находящиеся на пути загрязняющих веществ (SO₂ и кислотные дожди) сообщают о значительном повреждении растений, вызванном ветрами, разносящими SO₂ газ и кислотные частицы.

Что такое лень?

Когда расплавленная лава стекает в океан, она бурно реагирует с морской водой, образуя газовый шлейф другого типа, который приводит к туманным и вредным условиям на ветре от входа в океан. Шлейф, называемый "лазовым" (от сочетания слов "лава" и "дымка"), образуется в результате ряда химических реакций, когда горячая лава вываривает морскую воду до сухости.

Лаз часто представляет собой раздражающую смесь соляной кислоты (HCl), пара и крошечных частиц вулканического стекла. Эта горячая, едкая газовая смесь приводила к гибели людей, поэтому к лазу следует относиться серьезно. Ветры могут переносить лазурь, и даже ее неясные края могут вызвать раздражение кожи и глаз, а также затруднение дыхания. Лаз также может привести к образованию кислотных дождей с коррозионными свойствами.³

Что входит в состав вулканического газа?

Магма содержит растворенные газы, которые являются движущей силой, вызывающей большинство вулканических извержений. Самым распространенным вулканическим газом является водяной пар, который безвреден. Однако вулканы могут выбрасывать значительное количество двуокиси углерода, двуокиси серы, сероводорода и галогеноводородов.

Вулканический диоксид углерода

Когда этот бесцветный газ без запаха выбрасывается из вулканов, он обычно быстро разбавляется до низких концентраций и не представляет опасности для жизни. Однако, поскольку холодный углекислый газ тяжелее воздуха, он может попасть в низменные районы, где в определенных, очень стабильных атмосферных условиях может достичь гораздо более высоких концентраций. Это может представлять серьезную опасность для людей и животных.

Вдыхание воздуха с содержанием более 3 % CO₂ может быстро привести к головной боли, головокружению, учащенному сердцебиению и затрудненному дыханию. При концентрации, превышающей 15 %, CO₂ быстро приводит к потере сознания и смерти.

Выбросы углекислого газа из вулкана, как правило, быстро разбавляются и поэтому обычно не представляют прямой угрозы для людей. Однако углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому он может скапливаться в низинах. Если после извержения вулкана человек попадет в низкую зону, где скопился газ, то дыхание этим концентрированным воздухом может оказаться смертельно опасным.³

Вулканический диоксид серы (SO₂)

Диоксид серы (SO₂) раздражает глаза, кожу и дыхательную систему. Особенно уязвимы люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями или респираторными недугами, такими как астма. Пожилые люди, младенцы и беременные женщины также особенно чувствительны. По словам чиновников, долгосрочные последствия воздействия вулканического диоксида серы на здоровье человека неизвестны.

Диоксид серы - это бесцветный газ с резким запахом, который раздражает кожу, ткани и слизистые оболочки глаз, носа и горла. SO₂ может вызывать кислотные дожди и загрязнение воздуха на ветру от вулкана. Высокая концентрация диоксида серы приводит к образованию вулканического смога, вызывающего стойкие проблемы со здоровьем у населения, проживающего на ветре.

Во время огромных извержений SO₂ может выбрасываться в стратосферу на высоту более 10 км. Здесь SO₂ преобразуется в сульфатные аэрозоли, которые отражают солнечный свет и тем самым оказывают охлаждающее воздействие на климат Земли. Они также играют роль в разрушении озонового слоя, поскольку многие реакции, разрушающие озон, происходят на поверхности таких аэрозолей.⁴

Вулканический сероводород

Сероводород - бесцветный, легковоспламеняющийся газ с сильным неприятным запахом, который иногда называют канализационным газом. В высоких концентрациях он очень токсичен.

Интересно, что человеческий нос более чувствителен к H2S, чем любой прибор для мониторинга газов, который мы имеем сегодня: воздушные смеси, содержащие всего 0,000001 % H2S, ассоциируются с запахом тухлых яиц. Однако при концентрации в смеси более 0,01 % H2S становится без запаха и очень токсичным, вызывая раздражение верхних дыхательных путей и, при длительном воздействии, отек легких.

Воздействие более 500 ppm в течение более пяти минут может привести к падению человека. При воздействии этого уровня в течение часа может наступить смерть.

Галогениды водорода вулканического происхождения (HF, HCl, HBr)

Когда магма поднимается близко к поверхности, вулканы могут выделять галогены - фтор (HF), хлор (HCl) и бром в виде галогеноводородов (HBr). Эти газы являются кислотными, обладают высокой растворимостью и потенциально могут вызывать кислотные дожди. Частицы золы также часто покрыты галогеноводородами. Оседая, эти покрытые частицы золы могут отравить запасы питьевой воды, сельскохозяйственные культуры и пастбища.⁵

Население, подверженное риску, и выбросы вулканов

Большинство здоровых взрослых людей выздоравливают после облучения. Однако некоторые люди подвержены большему риску серьезных последствий для здоровья, в том числе:

• Маленькие дети. Дети, чьи легкие все еще развиваются, считаются более уязвимыми, независимо от того, есть ли у них уже существующее заболевание.
• Беременные женщины. При вдыхании вога беременные женщины и их нерожденные дети подвергаются большему риску, чем население в целом.
• Пожилые люди. Эта группа населения относится к группе риска из-за повышенной частоты уже имеющихся заболеваний легких и сердца.
• Все, кто страдает респираторными заболеваниями. В группе риска находятся люди с эмфиземой, хроническим бронхитом, ХОБЛ, астмой или другим респираторным заболеванием.
• Лица с сердечно-сосудистыми заболеваниями. К заболеваниям системы кровообращения относятся высокое кровяное давление, заболевания сосудов, сердечная недостаточность и цереброваскулярные заболевания. Эти заболевания делают людей подверженными сердечным приступам, преходящим болям в груди, сердечной недостаточности, инсультам и внезапной смерти от сердечной аритмии.

Советы по подготовке к выбросам вулкана

• По возможности оставайтесь в помещении. Это наиболее полезно в зданиях, которые эффективно препятствуют проникновению наружного воздуха внутрь.
• Носите маску на открытом воздухе. Для защиты от частиц дыма используйте только респиратор с рейтингом N95 или N100.
• Проверьте места мониторинга качества воздуханапример Индекс качества воздуха AirVisual.
• Держите под рукой лекарства. Если у вас астма или другие заболевания дыхательных путей, держите под рукой лекарства и принимайте их по назначению врача. Если у вас нет лекарств, но вы чувствуете, что они могут понадобиться, позвоните своему врачу.
• Носите маску для защиты от загрязнения воздуханапример, сертифицированную KN95 IQAir Маскачтобы защитить себя от вдыхания загрязняющих частиц в воздухе вога.
• Создайте в своем доме уголок чистого воздуха. Частицы и газы могут быстро накапливаться внутри вашего дома. Держите окна закрытыми и закройте все отверстия для выхода наружу, включая вентиляционные отверстия. Если вы пользуетесь кондиционером, обязательно установите его на рециркуляцию и закройте забор свежего воздуха. Фильтруйте воздух при проветривании помещения с помощью высокоэффективный очиститель воздуха от вулканического смога (vog), таким как GC MultiGas.
• Избегайте действий, которые еще больше загрязняют воздух в помещении. Не жгите свечи, не пользуйтесь камином и даже не пылесосьте (если только у вас нет высокоэффективного пылесоса HEPA). Все это может стать дополнительными источниками загрязнителей воздуха в помещении.

Такие природные явления, как извержения вулканов, невозможно контролировать. Однако, обладая знаниями и подготовкой, вы можете максимально обезопасить себя и свою семью.