Садржај
- Шта је вулкански пепео?
- Својства вулканског пепела
- Ерупција пепела и ступа пепела
- Пепелнице, пепелнице и поља пепела
- Утицај вулканског пепела
- Утицај на здравље људи:
- Утицај на пољопривреду:
- Утицај на зграде:
- Утицај на апарате:
- Утицај на комуникације:
- Утицај на производне објекте:
- Утицај на копнени превоз:
- Утицај на ваздушни превоз:
- Утицај на водоводне системе:
- Утицај на системе отпадних вода:
- Планирање вулканског пепела
Вулкански пепео из вулкана Цлевеланд, који се налази на острву Цхугинадак у ланцу алеутског острва на Аљасци. НАСА слика коју је направио Јефф Виллиамс, инжињер лета, са Међународне свемирске станице. Већа слика.
Шта је вулкански пепео?
Вулкански пепео састоји се од честица величине песка до величине песка магнетског стенског материјала који су у ваздух удубљени ерупцијом вулкана. Израз се користи за материјал док се налази у ваздуху, након што падне на земљу, а понекад и након литификације у стену. Изрази "вулканска прашина" и "вулкански пепео" користе се за исти материјал; међутим, „вулканска прашина“ се прикладније користи за материјал величине праха.
Вулкански пепео са планине Ст. Хеленс, ерупција 1980. године УСГС слика, Д.Е. Виепрецхт. Већа слика.
Честица вулканског пепела посматрано скенирајућим електронским микроскопом. УСГС слика А.М. Сарна-Војцицки. Већа слика.
Својства вулканског пепела
На први поглед, вулкански пепео изгледа попут меког, безопасног праха. Уместо тога, вулкански пепео је стенски материјал чија је тврдоћа око 5+ на Мохсовој скали тврдоће. Састоји се од честица неправилног облика са оштрим, назубљеним ивицама (види микроскопски приказ). Комбинујте високу тврдоћу са неправилним обликом честица, а вулкански пепео може бити абразивни материјал. То даје тим ситним честицама способност да оштете прозоре ваздухоплова, да иритирају очи, узрокују необично хабање покретних делова опреме са којима дођу у контакт и узрокују многе друге проблеме који су ниже размотрени у одељку „Утицај вулканског пепела“.
Честице вулканског пепела су врло мале величине и имају везикуларну структуру са бројним шупљинама. То им даје релативно ниску густину стенског материјала. Ова мала густина, у комбинацији са врло малом величином честица, омогућава да се вулканским пепелом избаци високо у атмосферу ерупцијом и на ветар удаљености. Вулкански пепео може проузроковати проблеме на великој удаљености од еруптивног вулкана.
Честице вулканског пепела су нерастворљиве у води. Када постану влажни, формирају муљ или блато које може учинити да аутопутеви и писте буду глатки. Влажни вулкански пепео може да се осуши у чврсту, бетонску масу. То му омогућава да укључи олујну канализацију и залепи у крзно животиња које се налазе на отвореном када пепео пада истовремено са кишом.
Ступац вулканског пепела: Колона ерупције брда Ст. Хеленс 18. маја 1980. године. Ово експлозивно ослобађање произвело је врући стуб растуће тефре, вулканске гасове и увучени ваздух који се уздигао до надморске висине од 22 километра за мање од десет минута. Снажни преовлађујући ветрови носили су пепео на исток брзином од око 100 километара на сат. За мање од четири сата пепео је падао на град Спокане, удаљен око 400 километара, а две недеље касније облак ерупције опколио је земљу. УСГС слика А. Пост-а.
Ерупција пепела и ступа пепела
Неке магме садрже огромне количине раствореног гаса под веома великим притисцима. Када се догоди ерупција, изненадни притисак на те гасове изненада се ослобађа и они се брзо шире, излазећи из вулканског одушка и носећи са собом мале комадиће магме. Подземне воде у близини магме коморе могу се упарити у пару са истим резултатом. Ово су извор честица пепела за неке ерупције. Огромна количина врућег, истеклог и ширећег гаса који излази из вентилационог отвора може довести до ерупције ступа пепела и топлих гасова високо у ваздух.
На приложеној слици је приказан део ступа пепела произведен експлозијом планине Ст. Хеленс из маја 1980. У тој ерупцији, експлозивно испуштање врућих вулканских гасова у атмосферу произвело је колону растуће тефре, вулканских гасова и заробљеног ваздуха који се за мање од десет минута попео на надморску висину од 22 километра. Тада су јаки преовлађујући ветрови носили пепео ка истоку брзином око 100 километара на сат. За мање од четири сата пепео је падао на град Спокане, око 400 километара удаљен од одушка. Две недеље касније, прашина из ерупције преношена је широм Земље.
Ерупција Моунт Ст. Хеленс-а била је изузетна у својој величини и интензитету. Типичније отпуштање пепела приказано је на слици на врху ове странице. На тој слици вулкан Цлевеланд, смештен на острву Цхугинадак у алеутском ланцу на Аљасци, ослобађа мали пепео који се одваја од вулкана и за неколико минута однесе ветар.
Мапа вулканског пепела: Карта која приказује географску дистрибуцију падавина пепела унутар Сједињених Држава од избијања планине Ст. Хеленс 18. маја 1980. УСГС слика. Већа карта.
Дебљина пепела: Налазишта пепела обично су густа и груба у величини честица у близини вулкана. Међутим, на даљину депозит постаје тањи и финији.
Јасен пепела: Дуг пљусак пепела из вулкана Цхаитен на југу Чиле-а просипао се широм континента. Већа слика.
Пепелнице, пепелнице и поља пепела
Једном када пепео вулкан пусти у ваздух, ветар има прилику да га помера. Овај покрет, заједно са ваздушним турбуленцијама, делује на дистрибуцији суспендованог пепела по широком простору. Ови облаци пепела које помера ветар познати су као пљускови пепела. Слика испод показује пљусак пепела произведен ерупцијом вулкана Цхаитен на југу Чилеа 3. маја 2008. Овај пљусак почиње у Чилеу, прелази Аргентину и протеже се стотинама километара изнад Атлантског океана, ширећи се док путује.
Како се пљусак пепела одмиче од вулканског одушка, он више нема налет испушних гасова који би га подржавали. Неподржане честице пепела почињу испадати. Највеће честице пепела испадају прво, а мање честице остаје дуже суспендоване. Ово може произвести талог пепела на тлу испод набора пепела. Та лежишта пепела су обично најдебља у близини отвора и танка су удаљеност. На овој страници је приказана мапа која приказује дистрибуцију пепела од ерупције планине Ст. Хеленс 18. маја 1980.
Поље пепела је географско подручје где је тло оборено испадањем јама пепела. Слика испод приказује поље пепела источно од вулкана Цхаитен на југу Чилеа из маја 2008. године. Јасно се може видети бели покривач пепела.
Јасен: Поље пепела источно од вулкана Цхаитен од маја 2008. Већа слика.
Утицај вулканског пепела
Вулкански пепео представља бројне опасности по људе, имовину, машине, заједнице и околину. Неколико од њих је детаљније у наставку.
Утицај на здравље људи:
Људи изложени паду пепела или живе у прашњавој средини после пепела могу претрпети низ проблема. Респираторни проблеми укључују иритацију носа и грла, кашаљ, болест сличну бронхитису и нелагодност док дишете. Оне се могу смањити употребом високо ефикасних маски за прашину, али излагање пепелу треба избегавати ако је могуће.
Дугорочни проблеми могу укључивати развој болести познате као "силикоза" ако пепео има значајан садржај силицијума. Амерички Национални институт за заштиту на раду препоручује посебне врсте маски за оне изложене вулканском пепелу. Свако ко већ пати од проблема попут бронхитиса, емфизема или астме треба избегавати излагање.
Суви вулкански пепео може да се придржава влажног људског ока, а ситне честице пепела брзо изазивају иритацију ока. Овај проблем је најтежи код људи који носе контактна сочива. О неким иритацијама коже пријављују се људи у пределима пепела; међутим, број случајева и њихова озбиљност су мали.
Пепео Новарупта: Сателитска слика пејзажа око вулкана Новарупта са обрисима пепела и површином пирокластичног тока ерупције из 1912. приказана су обојеним линијама. Сателитски снимак Ј. Аллена (НАСА) коришћењем података са свеучилишта Мариланд Университи Ланд Цовер Цовер. Картографија Б. Цоле,. Већа слика.
Утицај на пољопривреду:
Стока трпи исте очне и респираторне проблеме који су горе описани за људе. Животиње које се хране пашом могу постати неспособне да једу ако пепео покрива њихов извор хране. Они који једу из извора пепела прекривеног пепелом често пате од низа болести. Земљорадници у подручјима пепела могу имати потребу да обезбеде допунску храну за животиње, евакуишу их или пошаљу на рано клање.
Пепео од само неколико милиметара обично не наноси велике штете на пашњацима и усевима. Међутим, дебље накупине пепела могу оштетити или убити биљке и пашњаке. Густа накупљања могу оштетити тло убијањем микрофита и блокирањем уноса кисеоника и воде. Ово може резултирати стерилним стањем тла.
Штета од вулканског пепела: Зграде оштећене влажним пепелом. УСГС слика. Већа слика.
Вулкански пепео: УСГС видео који објашњава утицај вулканског пепела на ваздушни саобраћај.
Утицај на зграде:
Суви пепео тежи око десет пута веће густине свежег снега. Густи пепео на крову зграде може га преоптеретити и проузроковати урушавање (види слику). Већина зграда није дизајнирана да подржи ову додатну тежину.
Одмах након обилног пепела, један од приоритетних послова је чишћење пепела са кровова зграда. Ако киша падне пре уклањања пепела, пепео га може апсорбирати и повећати тежину. Влажни пепео може имати густину двадесет пута већу од свјежег снијега.
Вулкански пепео може да напуни олуке на некој згради и зачепи испусе. Пепео сам може бити веома тежак, а ако постане кишно влажан, тежина ће често повући олуке са кућа. Пепео у комбинацији са водом може бити корозиван за металне кровне материјале. Влажни пепео је такође проводник, и када се накупља око спољних електричних елемената зграде, може довести до озбиљних повреда или оштећења.
Клима уређаји и клима-уређаји могу се покварити или оштетити ако су њихови филтери зачепљени или су њихови отвори покривени вулканским пепелом. Помицање дијелова на опреми може се брзо истрошити ако се међу њима нађе абразивни пепео.
Утицај на апарате:
Фини пепео и прашина могу се инфилтрирати у зграде и проузроковати проблеме са уређајима. Абразивни пепео може произвести необично хабање покретних дијелова унутар електромотора. Усисивачи, пећи и рачунарски системи су посебно рањиви јер обрађују пуно ваздуха.
Тама због вулканског пепела: Пепео у зраку може блокирати сунчеву свјетлост и усред дана учинити под морским пепелом тамне површине. Вулкан Соуфриере Хиллс, слика из 1997. УСГС слика. Већа слика.
Утицај на комуникације:
Вулкански пепео може имати електрични набој који омета радио таласе и друге емисије које се преносе ваздухом. Радио, телефон и ГПС опрема можда неће моћи да шаљу или примају сигнале са вулканом у близини. Пепео такође може оштетити физичке објекте као што су жице, куле, зграде и опрема која је потребна за подршку комуникацији.
Утицај на производне објекте:
Вулкански пепео може изазвати гашење постројења за производњу енергије. Ови се објекти понекад искључују како би се избегла оштећења пепела. Они могу остати доле док се пепео не уклони. Ово штити основну опрему од квара, али прекида услугу напајања за милионе људи.
Вулкански пепео на аутомобилима у ваздухопловној бази Цларк на Филипинима, након ерупције планине Пинатубо 1991. године. Овај паркинг се налази око 25 километара источно од ерупције и примио је око 9 центиметара пепела. УСГС слика Р.П. Хоблитта. Већа слика.
Утицај на копнени превоз:
Почетни утицај на транспорт је ограничење видљивости. Пепео испуњава ваздух и блокира сунчеву светлост. Може бити мрачно као ноћ усред дана. Пепео такође покрива ознаке на путу. Само милиметар пепела може затамнити центар и основне правце аутопута.
Други утицај је на аутомобиле. Они прерађују огромне количине ваздуха које ће садржавати вулканску прашину и пепео. Зрачни филтер у почетку се зароби, али брзо се може савладати. Затим абразивна прашина одлази у мотор да би оштетила пажљиво обрађене делове и зачепила ситне отворе.
Вулкански пепео накупља се на ветробранским стаклима аутомобила, стварајући потребу за употребом брисача. Ако се користе брисачи, абразивни пепео између ветробранског стакла и брисача може огребати прозор, понекад стварајући замрзнуту површину коју је немогуће видети.
Вулканска прашина и пепео који покривају путеве могу резултирати губитком вуче. Ако путеви буду влажни, сухи пепео претвара се у врло клизаво блато. Путеви и улице морају се ловити као да је пао снег који се не топи.
Асфалтни слојеви на Филипинима: А) Одељак на мосту реке Санто Томас, северно од Сан Нарцисоа, Замбалес; 32 км западно-југозападно од одушка. Слој А је 8 мм пепела величине песка; слој Б је 4 мм углавном финог пепела. Имајте на уму слабу нормалну оцену слоја Ц и разбацане грубе класте на површини лежишта.
Б) Наслаге пада Тефре на необрађеном путу дуж реке Мареле, 10,5 км југозападно од одушка. Слој А, дебљине око 4 цм, састоји се од грубог пепела и ситних лапила; слој Б састоји се од неколико танких слојева пепела; слој Ц је дебљине 33 цм и најдебљи је део пронађеног климатског лежишта од печи. Имајте на уму нормално просечно оцењивање, али 2 цм цм пепелњак у горњем левом делу. Слој Д састоји се од два слоја дебљине од 3 до 4 цм од финог пепела одвојена слојем пепеластог пепела.
Ц) Депозити Тефре на необрађеном путу око 9 км југоисточно од одушка, северна страна реке Гумаин. Слој Б је дебљине 23 цм и састоји се од многобројних градских пепела; слој Ц је дебљине 31 цм и има две зоне у доњем делу са мањим финим пепелом.
Д) Одељак на ушћу кањона реке Пасиг, око 15 км источно од одушка. Слој Б је дебљине 10 цм, а слој Ц је око 18 цм; примјетите зоне богате пепелом које се истичу због повећане кохезивности. УСГС Имагес В.Е. Сцотт и Ј.Ј. Главни. Већа слика.
Утицај на ваздушни превоз:
Савремени млазни мотори прерађују огромне количине ваздуха. Увлаче ваздух у предњи део мотора и издувавају га страга. Ако се вулкански пепео увуче у млазни мотор, он се може загрејати на температуре веће од температуре топљења пепела. Пепео се може растопити у мотору, а мекани лепљиви производ може се прилепити за унутрашњост мотора. Ово ограничава проток ваздуха кроз мотор и додаје тежину на авион.
Вулкански пепео довео је до квара мотора на неколико авиона. Срећом пилоти су успјели сигурно слетјети са својим преосталим моторима. Данас се прате вулкани због знакова ерупције, а авиони се крећу око подручја која могу садржавати пепео у ваздуху.
Вулкански пепео обешен у ваздуху може имати абразивно дејство на авионе који лете кроз њега стотинама километара на сат. При овим брзинама, честице пепела које утичу на ветробранско стакло могу пескати површину у смрзнуту облогу која затамњује поглед пилота. Пескање може такође уклонити боју и јаме метала на носу и на водећим ивицама крила и навигационе опреме.
На аеродромима се исти проблеми сусрећу и са пистама као на путевима. Ознаке на пистама могу се прекрити пепелом. Авиони могу изгубити вучу након слетања и узлијетања. А пепео мора бити уклоњен пре него што се операције врате у нормалу.
Међународна организација цивилног ваздухопловства препознала је потребу да пилоти и контролори ваздушног саобраћаја буду обавештени о вулканским опасностима. Да би то урадили, радили су с владиним агенцијама на успостављању неколико Саветодавних центара за вулкански пепео. Ови центри прате вулканску активност и извештавају о количини пепела унутар свог подручја праћења.
Вулкански пепео: УСГС видео који објашњава утицај вулканског пепела на ваздушни саобраћај.
Утицај на водоводне системе:
На водоводне системе могу утицати пепелници. Када заједница користи отворени водоснабдевање попут реке, акумулације или језера, падајући пепео постаће суспендовани материјал у водоводу који се пре употребе мора филтрирати. Обрада воде са суспендованим абразивним пепелом може бити штетна за пумпе и опрему за филтрирање.
Пепео такође може да проузрокује привремене промене у хемији воде. Пепео у контакту са водом може да снизи пХ и повећа концентрацију јона излучених из материјала пепела. Ту спадају: Цл, СО4, На, Ца, К, Мг, Ф и многи други.
Утицај на системе отпадних вода:
Пепео који пада на градске улице одмах ће ући у олујни канализациони систем. Ако се канализациона вода препуњена пепелом, суспендовани пепео може преоптеретити опрему и филтере и оштетити пумпе и вентиле. То такође постаје проблем збрињавања. Блато или суспензија пепела могу се стврднути у материјал сличан бетону.
Планирање вулканског пепела
Заједнице смештене близу или низводно од вулкана са могућношћу стварања ерупција пепела требало би размотрити потенцијални утицај вулканског пепела и испланирати начине како се с њим суочити и умањити његов утицај. Много је лакше постати образован о неком проблему и предузети акцију унапред него се суочити са огромним проблемом без упозорења.