המדע מאחורי לבה זורם ואירועי פיירוקליסטי

כיצד Lava Flows ו- Pyroclastic Events Shapes

וולקניות הן בין התכונות הטבעיות החזקות ביותר ושאפתניות על פני כדור הארץ, מסוגל לעצב מחדש נופים שלמים ולהשפיע על סביבות גלובליות. שני ביטויים עיקריים של פעילות געשית - זרימת פאה ואירועים pyroclastic - לשחק תפקידים מרכזיים בפיסול השטח ו הצבת סיכונים לאוכלוסיות בקרבת מקום.

זרימת Lava כרוכה בתנועת סלע מלוטן על פני השטח, בדרך כלל להרכיב נחות חדשות בהדרגה, בעוד אירועים pyroclastic מורכבים מפיצול נפץ אלים והובלת מהירה של חומר געשי. מאמר זה מסתמך על המנגנונים השולטים כל תופעה, הגורמים המשפיעים על סגנונות התפרצות, ואת ההשלכות הנובעות מנוף ובטיחות האדם.

Lava Flows: Mechanics, Morphology ו-Landform Development

Lava זורם כאשר magma מפרה את פני כדור הארץ דרך vents, fissures, או conduits געשי. Upon התפרצות, סלע מלוט, או lava, מציג טמפרטורות בדרך כלל החל מ -700 מעלות C עד 1200 מעלות צלזיוס, בעיקר על ההרכב הכימי שלה. a key כי שולט איך לב מתנהג במהלך התפרצות הוא צמיג שלה - בעיקר את נוכחותם של גזי סלע ו-אוטן (אוטן) הוא בעיקר על ידי הסלע של חום.

נמוך-Viscosity Basaltic Lavas: Fluid ו-Far-Reaching

מאגמס בסקיטי, עם תוכן סיליקה בדרך כלל בין 45% ל-52%, מאופיין על ידי מהירויות נמוכות.בטמפרטורות ההתפרצות לעתים קרובות מעל 1,100 מעלות צלזיוס, לבה באט יכול לזרום למרחקים ארוכים - לפעמים עשרות קילומטרים - לפני מוצקה.נוזל זה מעודד את התפתחות של הרי געש רחב, מחוספס בעדינות כגון אלה שנמצאו ב- Hawaii, כולל Lonaa ו-Kir.

(FLT:0)Pahoe:FLT:1 , סוג זה של לבה כולל מרקם משטח חלק, רופי, ו unulating נוצר כמו הקרום הלבה כל הזמן מתקפל בעוד הפנים נשאר נוזל חם. phoe זורם לאט, שמירה על קרום יציב, מחלחל כי משמר חום ומאפשר את הלב לנוע רחוק מן האוורור.
[ה]ב[דרוש מקור]: [=]][ה]] [ב]] [ב]] [ה'א'ה'] מפגין [ה'] [ה'] [ה'] [ה'] [ה'''''''''''''''''''''''''''''''] מ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

המעבר בין פילאה ו "a"ā lava תלוי בגורמים כגון קצב ההתפרצות, תלול מדרדרון, קירור. לדוגמה, ירידה בטמפרטורות התפרצות או עלייה במהירות זרימה יכול לגרום מעבר מהפילאה ל"א.

High-Viscosity Andesitic Lavas: Stubborn ו Explosive

Lvas עשיר בסיליקה - כגון וesitic (55-63% SiO2) ו rhyolitic (>63% SiO2) יצירות - הם הרבה יותר מולקווס.אלבונד תוכן אחליקה מקדם פולימיזציה בתוך ההיתוך, ויצר שרשראות אחליק מורכבות כי זרם פגום.אלה מתפרץ בטמפרטורות נמוכות יחסית (-900 מעלות צלזיוס) ולעתים קרובות מכילים ריכוז גבוה של גבישים וריקים מתמוססים.

בגלל הנוקשות שלהם, להקות מולקו נוטה להתרומם ליד vents געשיות, להרכיב lava דוממים חד-צדדיים ולא לזרום באופן נרחב. ⁇ אלה עלולים להתרוצץ לאט במשך חודשים או אפילו שנים, לפעמים לייצר עמוד השדרה או coulées - sick, vulbate זרימה כי התפשט מעט מעבר לקצה.

Flow Dynamics and Formation of Volcanic Landforms

המהירות של זרימת לבה נשלטת על ידי מספר גורמים הקשורים בין-תחומיים, כולל סטיות, מדרון, קצב פריקה, וקצב קירור. זרמי בסטלטי על מדרונות תלולים יכולים להגיע למהירויות עד 30 ק"מ / שעה, בעוד לבליקה גבוהה בדרך כלל להתקדם רק כמה מטרים לשעה בשל מקלות שלהם וטמפרטורות נמוכות יותר.

עם הזמן הגיאולוגי, זרמי לבה מוצלחים בונים קרקע געשית אופיינית:

(FLT:0)Weld Volcanoes:FLT:1 , נוצר בעיקר על ידי זרמי בישופות נמוכה, הרי געש אלה יש פרופילים רחבים, בעדינות מתפתלים.
(FLT:0) Flood Basalts: FIRLT:1 ; פיזור מסיבי של לבה בזיליקה יכול ליצור שכבות עבות, נרחבות בזל מכסה אלפי קילומטרים רבועים, כגון נהר קולומביה באזלים בצפון-מערב ארצות הברית.
(ב) [ה]:0 [ה]ה[דרוש מקור] [ה] [ה] [ה] [ה]] [הההההה] [ה]]]] [הההההההההההההרי הגעש הללו] יש פרופילים תלולים שנבנו משינוי שכבות של זרמי לבה של מבוה, אפר, והפיקומנטלציה הפילוסופית.

אירועים מפוגרטיים: Fragmentation, תחבורה, ותהליכי פיקדונות

אירועים פוארוקליסטים מתעוררים כאשר גזים תנודתיים מומסים במגמה במהירות כאשר הלחץ יורד במהלך העלייה.זה יכול לגרום לפיצול אלים של המאגמה, מה שהופך תערובת סוערת של גזים חמים, אפר ורוקדים סלעיים כי הם מפלט נפץ מן הרי הגעש.

מכניזם של Fragmentism Pyroclastic

גזים וולטיל - בעיקר מים, טיפות פחמן דו חמצני, ו דו תחמוצת גופרית - מומסים תחת לחץ גבוה במגמה בעומק. כמו magma עולה והורדת לחץ, גזים אלה מסולקים כדי ליצור בועות.בנמוכות נמוכה, בועות גז יכולות לברוח בעדינות, אבל בתוך מאגמס, גז הופך לכוד, עד להגביר את הלחץ של תהליך סגסוגת זו מייצרת חומרים רחבים.

(ב) ⁇ :0) ⁇ (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0 (בוקס: ⁇ ) ו-Blocks: FLT1 גדול יותר, לעתים קרובות שברים בגודל מטר. Bombs הם מלוטנים או סמי-מלוט כאשר הם מוזרקים, בעוד בלוקים הם מוצקים.

זרמים פלוסטיים ו-Surges: Deadly Density Currents

זרמי פירוקלסטיק הם בין התופעות הגעשיות המסוכנות ביותר.הם מורכבים תערובת צפופה וקרקע של גזים חמים ושבריריים געשיים נודדים במורדים במהירויות לעתים קרובות מעל 100 ק"מ / שעה, טמפרטורה יכול להגיע עד 1000 מעלות צלזיוס, תוך שימתם הכל במסלולים שלהם ופקדת שכבות זיהוי עבות.

(ב) ⁇ :0 (בשיתוף) ו-Ash Flows: ⁇ FLT:1) צורה זו בעיקר מהתמוטטות הכבידה של ⁇ לבה.
(FLT:0)Pumice Flows:FLT:103) בשיתוף עם קריסת עמודות ההתפרצות במהלך התפרצויות פליניוס מאוד, זרימתם אלה מורכבת בעיקר מקטעים pumice ואפר.

גליצי פיירוקלסטיק הם עננים צלולים יותר, סוערים של אפר וגז שיכולים להתנתק מהזרם הראשי ולקפוץ מעל מחסומים טופוגרפיים, להגיע לאזורים מחוץ לנתיבי זרימה טיפוסיים שלהם, צפיפות נמוכה יותר וניידות גבוהה להפוך אותם מסוכנים במיוחד, כפי שהם מתרחבים מאוחר יותר ועמקים ו רכסים.

אש פולס וטפרה Dispersal: Aאטמוספירה Impacts

התפרצויות פתאומיות של tephra - חומר געשי מורעב - גבוה לתוך האווירה. חלקיקים יפה (<2 מ"מ) יכול להישאר מושעה במשך ימים עד שבועות, מתפזרים על פני מרחקים עצומים בהתאם לדפוסי הרוח.עננים אלה מציבים איומים משמעותיים כולל:

שיבוש של תעבורת אוויר בשל שחיקה מנוע וכריתת.
נזק לגידולים ולצמחייה דרך קבורה ומוחש.
זיהום של אספקת מים על ידי נפילה.
נזק מבני, במיוחד קורת גג מתמוטטת תחת הצטברות אפר רטובה.

קוארר טטפררה כגון פצצות פיללי ו געשיות בדרך כלל להתקרב למנזר.גובה עמודה ההתפרצות, מהירות ראשונית של הזרקת, ורוחות דומיננטיות לשלוט דפוס הפיזור ועובי של פיקדונות tephra.

פיזור של Pyroclastic Surges מהזרמים

בעוד שני הגלים והזרמים הם סוגים של זרמי צפיפות pyroclastic המונעים על ידי הכבידה, הגלידות הם יותר צלולים ונורא, המאפשר להם לזרום מעל מכשולים להתפשט מאוחר יותר. פקדות Surge נוטים להיות דק יותר ולהציג מבנים מתפתל, לעתים קרובות המכילות התפרצויות מצטברות של אפיללי - צפיות היקפיות שנוצרו בתנאים לחות.

גורמים המשפיעים על סגנונות הפחתת הר הגעש

הסגנון של התפרצויות געשיות - בין אם בעיקר effusive lava זורם או אירועים pyroclastic נפץ - תלוי על שילוב מורכב של תכונות magma, תנאים פיזיים, וגורמים סביבתיים.

Magmaקומפוזיציה ו- Silica Content

תוכן סיליק משפיע ישירות על הסטיות והחזקות הגזיות של מאגמס גבוה-סיליקה (ונסיטי ל- rhyolitic) יוצרים רשתות פולימרים מורכבות שמגבירות את הגמישות, מרתיעות גז מפלט וקידום של פיצול נפץ.

מאגמות בסקיליות לעתים רחוקות לייצר עמודות התפרצויות פניאניות מתוחכמות, אלא אם גורמים חיצוניים כגון עלייה מהירה של מאגמה או אינטראקציה עם מים חיצוניים מעורבים.לדוגמה, התפרצות Bárðarbungaga (2014–2015) כללה פעילות נפץ ביסט הקשורה לרזולוציה גזית נמרצת.

תוכן חופשי וגז Solubility

וולטילס מתמוסס במגמה - בעיקר מים (H2O), פחמן דו חמצני (CO2), מינים של גופר (SO2), וhalogens - משחק תפקיד קריטי בדינמיקה של התפרצות.כפי שמאגמה עולה ולחץ יורד, גזים אלה מסולקים כדי ליצור התפרצויות.הסוללה של מים במגמה יורדת בחדות עם לחץ, מה שהופך את זה המשפיע ביותר עבור חומר נפץ.

מאגמס סיצייק עם תכולת מים של 4-6 wt% הם נוטים במיוחד לפיצול אלים. לעומת זאת, מאגמות בסטיק מכילים בדרך כלל פחות מים (<1 wt%), הגבלת explosivity אלא אם כן מים חיצוניים אינטראקציה עם מאגמה או Ascent הוא מהיר.

Magma Ascent Rate ו- Conduit Geometry

המהירות שבה מג'מה עולה משפיעה על בריחה גז וסגנון ההתפרצות.העלייה איטית מאפשרת התפרצויות הדרגתיות והתפרצויות יעילות, בעוד מלכודות ריכוז מהירות תנודתיות, לחץ גובר וגורם לפירוק נפץ.צורה וגודל של קונוטציות געשיות משפיעות גם על דינמיקת זרימה - קונדוקציה צרה מגבילה את זרימת הדם, לחץ וחיכוך, בעוד שקונפדרציה רחבה מאפשרת דריסה.

התפרצויות רבות מתחילות בחומר נפץ כאשר מאגמה מכוונת את הקונטקסט, ואז המעבר לחדירה חמקמקה פעם אחת הוקם מסלול יציב.

תפקיד המים החיצוניים: פיצוצים פילומטיים

כאשר מאגמה אינטראקציה עם מקורות מים חיצוניים כגון מי קרקע, מים על פני השטח, או קרח, התפרצויות phreatomagmatic נפץ יכול להתרחש.הנפיחות המהירה של מים כדי קיטור מתפוררות, יצירת פיזור דק יותר נפוץ יותר.

התפרצויות תת-קרקעיות, נפוצות באיסלנד ובאנטארקטיקה, משלבות פעילות נפץ עם מצפות מים קטסטרופליים הנקראות ג'וקולה, אשר עלול לגרום להצפות ולשינויי נוף קיצוניים.

מחקרים על אירועים לא פשוטים: Eruption Styles

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) Explosive-Dominated Eruption: הר פינטובו, הפיליפינים (1991) פיליפינים (FLT:1FLT:2 זה VEI 6 Plinianהתפרצות יצרו עמודות התפרצויות מגדלות שהגיעו מעל 35 ק"מ, נפילה נרחבת וזרימות דרסטיות הרסניות.
[01:0] [ה][דרוש מקור]] [ה] [ה]] [ה]] [ה]]] [ה]][ה]]][ה]][ה]]][ה]]]][ה[[1948]]]]]]]], ולאחר מכן חודשים של גידול לבה דום (Lava dome Growth).רצף קלאסי זה הראה את המעבר מפעילות חמקמקה לפעילות חמקמקה בתוך פרק אחד מפורצת, הממחישימה, אשר המקיפה את החולקים את החולקים את החולקים את החולקים את החולקים בין המינים.

ניצחונות וחיפוש: להציל חיים באמצעות מדע

סיכונים געשיים משתנים עם סגנון ההתפרצות.זרימת לבה אנרגטית בדרך כלל להתקדם לאט, ומאפשר זמן פינוי, אבל יכול להרוס תשתיות ולשנות נופים לצמיתות. זרמי פיירוקלסטיק ועלייה מציגים סכנות גדולות בהרבה בשל הטמפרטורות הקיצוניות שלהם, מהירות ולהגיע.ענני אפר געשיים מהווים סיכון משמעותי לבטיחות התעופה והבריאות הציבורית.

(ב) ⁇ :0) ניטור פשיסטי: FLT:1rea רעידות אדמה נחילו, רעד הרמוני, ואירועים סיסמיתים ארוכי טווח אות תנועת מאגמה ועיתונות מתחת לר הגעש.
(FLT:0Ground Deformation: FLT:103) רשתות GPS וטאמטרים לזהות אינפלציה או ניכוי של זעזועים געשיים הקשורים לחדירה של מאגמה או נסיגה.
(ב) [15] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) האימאינג הרמיוני: FLT:1 מצלמות אינפרא אדום לזהות חדש של גידול לבה, גידול באם, או פעילות פומרולית מוגברת.

מיפוי Hazard, מערכות התראה מוקדמות וקמפיינים בחינוך הציבורי הם מרכיבים קריטיים להפחתת הסיכון הגעשי.ארגונים כמו תוכנית וולקניס וולקניס, observatories מקומיים, ורשתות בינלאומיות מספקות נתונים ניטור בזמן אמת ומערכות התראה כדי להגן על הקהילות.

לקבלת מידע ומשאבים עדכניים, בקר ב-FLT:0USGSWITards ProgramFLT:1.

מסקנה: הבנת ספקטרום וולקני דינמי

זרימת Lava ואירועים pyroclastic מייצגים שני הקצוות של ספקטרום געשי דינמי שעוצב על ידי כימיה מאגמה, דינמיקת אסטרואנט ואינטראקציות סביבתיות. באמצעות מחקר מפורט של פיקדונות געשיים - כגון lava מורולוגיות, שכבות tephra ו ignimbrimbrites - מדענים לשחזר את ההיסטוריה של התפרצויות ושיפור מודלים חיזוי.

הרי געש מודרני מכיר בכך שהתפרצויות רבות משלבות שלבים נצלניים ונפץ, לעיתים משתנה בתוך אירוע יחיד.התקדמות בטכנולוגיות ניטור ושיטות אנליטיות משפרות את יכולתנו לצפות התנהגות של התפרצות, ובכך לשפר את הפחתת הסיכון והצלת חיים.

(ב) לבחינת מקורות נוספים, כולל מקורות סמכותיים:0 (התוכנית העולמית של המכון לוולקני) של המכון העולמי של המכון העולמי של המכון העולמי לוולקני (World Volcanoes PageFLT:1 ו-FLT:2 British Geological Survey Volcanoes PageFLT 3: 3).