Fakty o wulkanach i wskazówki dotyczące bezpieczeństwa

Erupcje wulkanów są jednymi z najbardziej imponujących, gwałtownych i dramatycznych naturalnych czynników zmian na naszej planecie. Obrazy erupcji mogą obejmować widowiskowy pokaz żółtej i czerwonej lawy bulgoczącej z pęknięć, pomarańczowych pożarów i białego dymu.

Pobierz teraz DARMOWĄ listę kontrolną przygotowania na erupcję wulkanu!

Pobierz teraz

×Zamknij

E-mail

Nie, dziękuję

Oprócz widocznych zagrożeń związanych z erupcją wulkanu istnieje coś niewidocznego, ale nie mniej niebezpiecznego: toksyczne gazy dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, siarkowodór, kwas solny i tlenek węgla. Gazy te są uwalniane z magmy, gdy ciśnienie wewnątrz Ziemi nie jest już w stanie ich zatrzymać, podobnie jak przy otwieraniu butelki szampana lub puszki napoju gazowanego.

Przygotowanie obejmuje znajomość typów wulkanów i erupcji, tego, jakie gazy i inne materiały mogą zostać uwolnione, oraz jak daleko mogą przemieszczać się dym, popiół i gazy.

Typy wulkanów

Geolodzy zazwyczaj dzielą wulkany na cztery główne typy – stożki żużlowe, wulkany złożone, wulkany tarczowe i kopuły lawowe.

1. Stożki żużlowe lub scoriowe to najczęściej spotykany typ wulkanu. Charakteryzują się prostymi, stromymi zboczami, mają ogromny krater na szczycie i rzadko przekraczają 300 metrów (1000 stóp) wysokości.
2. Wulkany złożone, czasami nazywane stratowulkanami, często osiągają wysokość ponad 3000 m (10 000 stóp). U podstawy mają łagodne zbocza, które stają się strome ku górze, i posiadają niewielki krater na szczycie. To najbardziej malowniczy typ wulkanu – i najbardziej śmiercionośny.
3. Wulkany tarczowe są ogromne i rozległe, zwykle 20 razy szersze niż wyższe. Najwyższe wulkany na świecie to wulkany tarczowe i wznoszą się na ponad 9500 m (31 000 stóp).
4. Kopuły wulkaniczne lub lawowe powstają z relatywnie niewielkich, kopulastych mas lawy o zbyt dużej lepkości, by mogły spływać na większe odległości.¹

Typy erupcji wulkanicznych

Typ erupcji wulkanicznej zależy od zawartości kryształów i gazów, a także od temperatury magmy:

• Kryształy wpływają na lepkość magmy (gęstość cieczy). Wzrost zawartości kryształów powoduje odpowiednio gęstszą magmę o wyższej lepkości.
• Gazy uwięzione w bardziej lepkiej magmie mają większą trudność z wydostaniem się. To zwiększa prawdopodobieństwo eksplozji.
• Temperatura: Magmy o wyższej temperaturze umożliwiają gazom łatwiejsze wydostawanie się, podczas gdy magmy o niższej temperaturze są bardziej lepkie i zwiększają prawdopodobieństwo wybuchu.

Erupcje wulkaniczne klasyfikuje się na kilka typów. Niektóre noszą nazwy konkretnych wulkanów, a inne są nazywane od kształtu materiału erupcyjnego lub miejsca, w którym występują.

1. Erupcje strombolijskie to wyraźne wyrzuty płynnej lawy wydobywającej się z ujścia przewodu szczytowego wypełnionego magmą. Eksplozje zwykle występują co kilka minut, w regularnych lub nieregularnych odstępach.
2. Erupcje wulkaniańskie to krótkie, gwałtowne, stosunkowo niewielkie eksplozje lepkiej magmy. Erupcje wulkaniańskie powodują silne wybuchy, w których materiał może przemieszczać się z prędkością ponad 350 metrów na sekundę (800 mph) i wznosić się kilka kilometrów w powietrze.
3. Erupcje kopuły lawowej powstają, gdy bardzo lepka, gruzowata lawa jest wyciskana z otworu erupcyjnego bez eksplozji.
4. Erupcje surtsejańskie występują wtedy, gdy magma lub lawa wchodzi w wybuchową interakcję z wodą, zwykle w przypadku podmorskiego wulkanu.
5. Hawajskie: Płynna lawa jest wyrzucana w powietrze w strugach z otworu erupcyjnego lub linii otworów (szczeliny) na szczycie. Strugi mogą trwać godzinami, a nawet dniami; zjawisko to nazywa się „fontannowaniem lawy”. Ponieważ magma ma niską lepkość, lawa może przebyć wiele kilometrów, zanim ostygnie i stwardnieje.
6. Pliniańskie są największe i najbardziej gwałtowne ze wszystkich typów. Są niezwykle niszczycielskie i mogą nawet całkowicie zniszczyć całą górną część góry, jak miało to miejsce w przypadku Mount St. Helens w 1980 roku.

Czym jest popiół wulkaniczny?

Popiół wulkaniczny to termin powszechnie używany w odniesieniu do całej „tefry” lub „materiału piroklastycznego”, czyli cząstek materiału skał magmowych o różnych rozmiarach, które zostały wyrzucone z wulkanów. Terminy tefra / materiał piroklastyczny klasyfikuje się według wielkości:

• Bloki lub bomby: więcej niż 64 milimetry (2,5 cala)
• Lapille: mniej niż 64 mm
• Popiół wulkaniczny: mniej niż 2 mm (0,079 cala)
• Drobny popiół wulkaniczny lub pył wulkaniczny: mniej niż 0,063 mm (0,0025 cala)

Wszystkie erupcje eksplozywne wytwarzają tefrę. Popiół wulkaniczny i drobny popiół wulkaniczny są następnie rozpraszane przez dominujące wiatry i mogą opadać setki, a nawet tysiące kilometrów dalej. Popiół wulkaniczny unoszący się w atmosferze stanowi zagrożenie dla lotnictwa.

Tefra może również powodować znaczne skutki na powierzchni ziemi. Stosunkowo cienkie opady (mniej niż 10 mm) mogą mieć niekorzystny wpływ na zdrowie osób wrażliwych oraz zakłócać działanie usług infrastruktury krytycznej, lotnictwa, rolnictwa i innych działań społeczno-gospodarczych na potencjalnie bardzo rozległych obszarach.

Grube opady popiołu (ponad 100 mm) mogą uszkadzać uprawy, roślinność i infrastrukturę, powodować uszkodzenia konstrukcyjne budynków oraz stwarzać duże potrzeby w zakresie usuwania skutków. Jednak zazwyczaj ograniczają się do obszaru w promieniu kilkudziesięciu kilometrów od otworu erupcyjnego i, ponieważ występują przy dużych erupcjach, są stosunkowo rzadkie.

Krótkoterminowe skutki zwykle obejmują podrażnienie oczu i górnych dróg oddechowych oraz nasilenie wcześniej istniejącej astmy. Dotknięte społeczności mogą również doświadczać innych bezpośrednich i pośrednich skutków społecznych, w tym zakłóceń źródeł utrzymania oraz niepokoju, jaki może to powodować.²

Czym jest vog?

Termin „vog” jest pojęciem ogólnym, a rzeczywisty udział gazów i cząstek zależy od tego, jak długo miał czas na reakcje w atmosferze. Vog to zamglona mieszanina gazowego SO₂ i PM2.5, składająca się głównie z kropelek kwasu siarkowego i innych związków siarczanowych (SO₄).

Aerozole powstają, gdy SO₂ i inne gazy wulkaniczne łączą się w atmosferze i wchodzą w reakcje chemiczne z tlenem, wilgocią, pyłem oraz światłem słonecznym w czasie od minut do dni.

Dokładny skład vog zależy od tego, jak długo pióropusz wulkaniczny miał czas na reakcje w atmosferze. Daleko od ujścia erupcyjnego aerozole stanowią główny składnik vog. Bliżej wulkanu vog zawiera zarówno aerozole, jak i niereagujący gazowy SO₂.

W pobliżu źródeł emisji gazów vog może zawierać znaczne ilości niereagującego gazowego SO₂. Im dłużej gazowy SO₂ ma czas na reakcje w atmosferze, tym pełniejsza jest konwersja gazowego SO₂ do cząstek. Drobne cząstki rozpraszają światło słoneczne, powodując widoczną mgiełkę obserwowaną z wiatrem. Dlatego dalej od wulkanu vog składa się głównie z PM2.5.

Osoby z istniejącymi wcześniej schorzeniami stanowią główną grupę ryzyka wystąpienia skutków zdrowotnych związanych z narażeniem na vog, ale objawy mogą wystąpić także u osób zdrowych.

Uprawy rolne i inne rośliny mogą ulegać uszkodzeniom w wyniku narażenia na te zanieczyszczenia. Rolnicy i ogrodnicy znajdujący się na drodze przemieszczania się zanieczyszczeń (SO₂ i kwaśnego deszczu) zgłaszali znaczne uszkodzenia roślin spowodowane przez wiatr niosący gazowy SO₂ i kwaśne cząstki.

Czym jest laze?

Gdy stopiona lawa wpływa do oceanu, gwałtownie reaguje z wodą morską, tworząc inny rodzaj pióropusza gazowego, który powoduje zamglenie i szkodliwe warunki po zawietrznej stronie miejsca wpływu do oceanu. Nazywany pióropuszem „laze” (od połączenia słów 'lava' i 'haze'), powstaje w wyniku serii reakcji chemicznych, gdy gorąca lawa odparowuje wodę morską do sucha.

Laze to często drażniąca mieszanina gazowego chlorowodoru (HCl), pary wodnej i drobnych cząstek szkła wulkanicznego. Ta gorąca, żrąca mieszanina gazów powodowała zgony, dlatego laze należy traktować poważnie. Wiatr może przenosić laze, a nawet jego cienkie skraje mogą powodować podrażnienie skóry i oczu oraz trudności w oddychaniu. Laze może również prowadzić do kwaśnych opadów o właściwościach korozyjnych.³

Co wchodzi w skład gazów wulkanicznych?

Magma zawiera rozpuszczone gazy, które dostarczają siły napędowej powodującej większość erupcji wulkanicznych. Zdecydowanie najobficiej występującym gazem wulkanicznym jest para wodna, która jest nieszkodliwa. Jednak z wulkanów mogą być również emitowane znaczne ilości dwutlenku węgla, dwutlenku siarki, siarkowodoru i fluorowców wodorowych.

Wulkaniczny dwutlenek węgla

Gdy ten bezbarwny, bezwonny gaz jest emitowany z wulkanów, zwykle bardzo szybko rozcieńcza się do niskich stężeń i nie stanowi zagrożenia życia. Jednak ponieważ zimny dwutlenek węgla jest cięższy od powietrza, może spływać do obniżeń terenu, gdzie w określonych, bardzo stabilnych warunkach atmosferycznych może osiągać znacznie wyższe stężenia. Może to stwarzać poważne zagrożenie dla ludzi i zwierząt.

Oddychanie powietrzem zawierającym ponad 3% CO₂ może szybko prowadzić do bólów głowy, zawrotów głowy, przyspieszonego tętna i trudności w oddychaniu. Przy stężeniach przekraczających około 15% CO₂ szybko powoduje utratę przytomności i śmierć.

Emisje dwutlenku węgla z wulkanu mają tendencję do szybkiego rozcieńczania się i dlatego zazwyczaj nie stanowią bezpośredniego zagrożenia dla ludzi. Jednak dwutlenek węgla jest cięższy od powietrza, więc może gromadzić się w obniżeniach terenu. Jeśli ktoś wszedłby na nisko położony obszar, gdzie gaz osiadł po erupcji wulkanicznej, oddychanie tym stężonym powietrzem mogłoby okazać się śmiertelne.³

Wulkaniczny dwutlenek siarki (SO₂)

Dwutlenek siarki (SO₂) działa drażniąco na oczy, skórę i układ oddechowy. Szczególnie narażone są osoby z chorobami układu krążenia lub schorzeniami układu oddechowego, takimi jak astma. Osoby starsze, niemowlęta i kobiety w ciąży są również szczególnie wrażliwe. Jak twierdzą urzędnicy, długoterminowe skutki zdrowotne narażenia na wulkaniczny dwutlenek siarki nie są znane.

Dwutlenek siarki to bezbarwny gaz o ostrym zapachu, który podrażnia skórę oraz tkanki i błony śluzowe oczu, nosa i gardła. Emisje SO₂ mogą powodować kwaśne deszcze i zanieczyszczenie powietrza po zawietrznej stronie wulkanu, a wysokie stężenia dwutlenku siarki powodują smog wulkaniczny, wywołując utrzymujące się problemy zdrowotne wśród populacji mieszkających po zawietrznej stronie.

Podczas ogromnych erupcji SO₂ może zostać wyniesiony do stratosfery na wysokość przekraczającą 10 km. Tam SO₂ przekształca się w aerozole siarczanowe, które odbijają światło słoneczne i w związku z tym wywierają efekt ochładzający na klimat Ziemi. Odgrywają one również rolę w zubożeniu warstwy ozonowej, ponieważ wiele reakcji niszczących ozon zachodzi na powierzchni takich aerozoli.⁴

Wulkaniczny siarkowodór

Siarkowodór to bezbarwny, palny gaz o silnym, nieprzyjemnym zapachu, czasami nazywany gazem ściekowym. W wysokich stężeniach jest bardzo toksyczny.

Co ciekawe, ludzki nos jest bardziej czuły na H2S niż jakikolwiek instrument do monitorowania gazów, jakim dziś dysponujemy: mieszaniny powietrza zawierające zaledwie 0,000001% H2S mają zapach zgniłych jaj. Jednak przy proporcjach mieszania powyżej około 0,01% H2S staje się bezwonny i bardzo toksyczny, powodując podrażnienie górnych dróg oddechowych oraz, przy długotrwałej ekspozycji, obrzęk płuc.

Narażenie na stężenie powyżej 500 ppm przez ponad pięć minut może spowodować upadek osoby. Przy ekspozycji na ten poziom trwającej do godziny może dojść do śmierci.

Wulkaniczne halogenowodory (HF, HCl, HBr)

Gdy magma wznosi się blisko powierzchni, wulkany mogą emitować halogeny: fluor (HF), chlor (HCl) i brom w postaci halogenowodorów (HBr). Gazy te są kwaśne, mają wysoką rozpuszczalność i mogą potencjalnie powodować kwaśne deszcze. Cząstki popiołu również są często pokryte halogenowodorami. Po osadzeniu takie pokryte nimi cząstki popiołu mogą skazić zasoby wody pitnej, uprawy rolne i tereny wypasu.⁵

Grupy ryzyka a emisje wulkaniczne

Większość zdrowych dorosłych wróci do zdrowia po ekspozycji. Jednak niektóre osoby są bardziej narażone na poważne konsekwencje zdrowotne, w tym:

• Małe dzieci. Dzieci, których płuca wciąż się rozwijają, są uznawane za bardziej podatne, niezależnie od tego, czy mają wcześniej istniejące schorzenia.
• Kobiety w ciąży. Wdychanie vog naraża kobiety w ciąży i ich nienarodzone dzieci na większe ryzyko niż ogólną populację.
• Osoby starsze. Tę grupę uznaje się za zagrożoną ze względu na wyższy odsetek wcześniej istniejących chorób płuc i serca.
• Każda osoba z chorobą układu oddechowego. Osoby z rozedmą płuc, przewlekłym zapaleniem oskrzeli, POChP, astmą lub inną chorobą układu oddechowego są narażone na ryzyko.
• Osoby z chorobą układu sercowo-naczyniowego. Choroby układu krążenia obejmują nadciśnienie tętnicze, choroby naczyń, niewydolność serca i schorzenia naczyniowo-mózgowe. Schorzenia te sprawiają, że chorzy są podatni na zawał serca, przejściowy ból w klatce piersiowej, niewydolność serca, udar oraz nagłą śmierć z powodu arytmii serca.

Wskazówki dotyczące przygotowania się na emisje wulkaniczne

• Pozostawaj w pomieszczeniach tak długo, jak to możliwe. Jest to najbardziej skuteczne w budynkach, które skutecznie zapobiegają przedostawaniu się powietrza z zewnątrz do środka.
• Noś maskę na zewnątrz. Używaj wyłącznie maski oddechowej z oznaczeniem N95 lub N100, aby lepiej chronić się przed cząstkami dymu.
• Sprawdzaj strony monitoringu jakości powietrza, takie jak AirVisual Air Quality Index.
• Miej leki pod ręką. Jeśli masz astmę lub inne schorzenia układu oddechowego, trzymaj leki w pobliżu i stosuj je zgodnie z zaleceniami. Jeśli nie masz leków, ale czujesz, że możesz ich potrzebować, skontaktuj się z lekarzem.
• Noś maskę przeciw zanieczyszczeniu powietrza, taką jak certyfikowana KN95 maska IQAir, aby chronić się przed wdychaniem unoszących się w powietrzu pyłowych zanieczyszczeń obecnych w vog.
• Stwórz w swoim domu strefę czystego powietrza. Cząstki i gazy mogą szybko gromadzić się wewnątrz domu. Trzymaj okna zamknięte i uszczelnij wszelkie otwory prowadzące na zewnątrz, w tym kratki wentylacyjne. Podczas korzystania z klimatyzacji upewnij się, że jest ustawiona na obieg zamknięty i że wlot świeżego powietrza jest zamknięty. Filtruj powietrze podczas wentylowania pomieszczenia za pomocą wysokowydajnego oczyszczacza powietrza do smogu wulkanicznego (vog), takiego jak GC MultiGas.
• Unikaj działań, które dodatkowo zanieczyszczają powietrze w pomieszczeniach. Unikaj palenia świec, używania kominka, a nawet odkurzania (chyba że masz wysokowydajny odkurzacz HEPA). W przeciwnym razie wszystkie te czynności mogą stać się dodatkowymi źródłami zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniach

Nie da się kontrolować zjawisk naturalnych, takich jak erupcje wulkaniczne. Jednak dzięki wiedzy i odpowiedniemu przygotowaniu możesz jak najlepiej chronić siebie i swoją rodzinę.