Факты о вулканах и советы по безопасности

Извержения вулканов — одни из самых впечатляющих, мощных и драматичных природных факторов изменений на нашей планете. Изображения извержения могут включать яркое зрелище желтой и красной лавы, бурлящей из разломов, оранжевого огня и белого дыма.

Получите свой БЕСПЛАТНЫЙ контрольный список по подготовке к извержению вулкана прямо сейчас!

Скачать сейчас

×Закрыть

Электронная почта

Нет, спасибо

Помимо видимых опасностей, возникающих при извержении вулкана, есть и нечто невидимое, но не менее опасное: токсичные газы диоксид серы, диоксид углерода, сероводород, соляная кислота и монооксид углерода. Эти газы высвобождаются из магмы, когда давление внутри Земли больше не способно их удерживать, подобно тому как при открытии бутылки шампанского или банки газировки.

Подготовленность включает знание типов вулканов и извержений, того, какие газы и другие выбросы могут выделяться, а также того, как далеко могут распространяться дым, пепел и газы.

Типы вулканов

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

1. Шлаковые конусы или конусы из вулканического шлака — наиболее распространённый тип вулканов. Для них характерны прямые, крутые склоны, крупный кратер на вершине, и их высота редко превышает 300 метров (1000 футов).
2. Составные вулканы, иногда называемые стратовулканами, часто возвышаются более чем на 3000 м (10 000 футов). У основания у них пологие склоны, которые становятся крутыми ближе к вершине, а наверху расположен небольшой кратер. 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, и они поднимаются более чем на 9500 м (31 000 футов).
4. Вулканические или лавовые купола образуются из сравнительно небольших, куполообразных масс лавы, слишком вязкой, чтобы растекаться на значительное расстояние.¹

Типы вулканических извержений

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

• Кристаллы влияют на вязкость магмы (густоту жидкости). Повышение содержания кристаллов делает магму соответственно более густой и более вязкой.
• Газы, заключённые в более вязкой магме, с трудом выходят наружу. Это повышает вероятность взрыва.
• Температура: Магма с более высокой температурой позволяет газам легче выходить, тогда как магма с более низкой температурой более вязкая и повышает вероятность взрыва.

Извержения вулканов классифицируются на несколько типов. Некоторые названы в честь конкретных вулканов, а другие — по форме выбрасываемого материала или по месту, где они происходят.

1. Стромболианские извержения представляют собой отдельные выбросы текучей лавы из жерла магмой заполненного центрального канала вулкана. Взрывы обычно происходят каждые несколько минут через регулярные или нерегулярные интервалы.
2. Вулканские извержения — это короткие, бурные, относительно небольшие взрывы вязкой магмы. Вулканские извержения создают мощные взрывы, при которых материал может перемещаться со скоростью более 350 метров в секунду (800 миль в час) и подниматься на несколько километров в воздух.
3. Извержения лавового купола происходят, когда очень вязкая, обломочная лава выдавливается из жерла без взрыва.
4. Суртсейские извержения происходят, когда магма или лава взрывообразно взаимодействует с водой, обычно у подводного вулкана.
5. Гавайский тип: Текучая лава выбрасывается в воздух струями из жерла или линии жерл (трещины) на вершине. Такие струи могут продолжаться часами или даже днями; это явление называют «лавовым фонтанированием». Поскольку магма имеет низкую вязкость, лава может проходить многие мили, прежде чем остынет и затвердеет.
6. Плинианские — самые крупные и самые мощные из всех типов. Они чрезвычайно разрушительны и могут даже полностью уничтожить вершину горы, как это произошло на вулкане Сент-Хеленс в 1980 году.

Что такое вулканический пепел?

Вулканический пепел — это термин, который обычно используется для обозначения всей «тефры» или «пирокластического материала», то есть частиц изверженных горных пород различных размеров, выброшенных вулканами. Термины тефра / пирокластический материал классифицируются 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)

Все взрывные извержения производят тефру. Вулканический пепел и мелкий вулканический пепел затем разносятся преобладающими ветрами и могут выпадать в сотнях или даже тысячах километров от вулкана. Вулканический пепел, находящийся во взвешенном состоянии в атмосфере, представляет опасность для авиации.

Тефра также может оказывать значительное воздействие на поверхности земли. Сравнительно тонкие выпадения (менее 10 мм) могут неблагоприятно влиять на здоровье уязвимых людей и нарушать работу критически важной инфраструктуры, авиации, сельского хозяйства и другой социально-экономической деятельности на потенциально огромных территориях.

Толстые слои пеплопада (более 100 мм) могут повреждать сельскохозяйственные культуры, растительность и инфраструктуру, вызывать повреждения конструкций зданий и требовать масштабных работ по очистке. Однако обычно они ограничиваются районами в пределах десятков километров от жерла и, поскольку возникают при крупных извержениях, встречаются сравнительно редко.

Краткосрочные последствия обычно включают раздражение глаз и верхних дыхательных путей, а также обострение уже имеющейся астмы. Пострадавшие сообщества также могут испытывать другие прямые и косвенные социальные последствия, включая нарушение привычных источников дохода и вызываемую этим тревожность.²

Что такое vog?

Термин "vog" является общим, при этом фактическая доля газов и частиц зависит от того, сколько времени смог уже успел прореагировать в атмосфере. Vog представляет собой дымчатую смесь газа SO₂ и PM2.5, которые в основном состоят из капель серной кислоты и других сульфатных (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 периода от нескольких минут до нескольких дней.

Точный состав vog зависит от того, сколько времени вулканический шлейф имел для реакции в атмосфере. На большом расстоянии от извергающегося жерла аэрозоли являются основным компонентом vog. Ближе к вулкану vog содержит как аэрозоли, так и непрореагировавший газ SO₂.

Вблизи источников выбросов газа vog может содержать значительные количества непрореагировавшего газа SO₂. Чем дольше газ SO₂ может реагировать в атмосфере, тем полнее происходит превращение газа SO₂ в частицы. Мелкие частицы рассеивают солнечный свет, вызывая видимую дымку, которая наблюдается по направлению ветра. Поэтому на большем расстоянии от вулкана vog состоит преимущественно из PM2.5.

Люди с уже имеющимися заболеваниями являются основной группой риска по развитию последствий для здоровья из-за воздействия vog, но симптомы могут возникать и у здоровых людей.

Сельскохозяйственные культуры и другие растения подвержены повреждению при воздействии этих загрязняющих веществ. Фермеры и садоводы на пути распространения загрязняющих веществ (SO₂ и кислотных дождей) сообщали о значительном ущербе растениям, вызванном ветрами, переносящими газ SO₂ и кислотные частицы.

Что такое laze?

Когда расплавленная лава попадает в океан, она активно реагирует с морской водой, образуя другой тип газового шлейфа, который вызывает дымку и вредные условия по направлению ветра от места поступления в океан. Этот шлейф называют "laze" (от сочетания слов 'lava' и 'haze'); он образуется в результате серии химических реакций, когда горячая лава выпаривает морскую воду досуха.

Laze часто представляет собой раздражающую смесь газа соляной кислоты (HCl), пара и мельчайших частиц вулканического стекла. Эта горячая, коррозионно-активная газовая смесь приводила к смертельным случаям, поэтому к laze следует относиться серьёзно. Ветер может переносить laze, и даже его тонкие края могут вызывать раздражение кожи и глаз, а также затруднение дыхания. Laze также может приводить к кислотным дождям с коррозионными свойствами.³

Из чего состоит вулканический газ?

Магма содержит растворённые газы, которые обеспечивают движущую силу, вызывающую большинство вулканических извержений. Безусловно самым распространённым вулканическим газом является водяной пар, который безвреден. Однако вулканы также могут выделять значительные количества углекислого газа, диоксида серы, сероводорода и галогеноводородов.

Вулканический углекислый газ

Когда этот бесцветный газ без запаха выделяется из вулканов, он обычно очень быстро разбавляется до низких концентраций и не представляет угрозы для жизни. Однако, поскольку холодный углекислый газ тяжелее воздуха, он может скапливаться в низменных местах, где при определённых очень стабильных атмосферных условиях его концентрация может стать значительно выше. Это может представлять серьёзную опасность для людей и животных.

Вдыхание воздуха с содержанием CO₂ более 3% может быстро привести к головной боли, головокружению, учащению сердечного ритма и затруднённому дыханию. При концентрациях выше примерно 15% CO₂ быстро вызывает потерю сознания и смерть.

Выбросы углекислого газа из вулкана, как правило, быстро разбавляются в воздухе и поэтому обычно не представляют прямой угрозы для людей. Однако углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому он может накапливаться в низинах. Если человек войдёт в низменную область, где газ осел после извержения вулкана, то вдыхание этого концентрированного воздуха может оказаться смертельным.³

Вулканический диоксид серы (SO₂)

Диоксид серы (SO₂) раздражает глаза, кожу и дыхательную систему. Люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями или болезнями органов дыхания, такими как астма, особенно уязвимы. Пожилые люди, младенцы и беременные женщины также особенно чувствительны. По словам официальных лиц, долгосрочные последствия воздействия вулканического диоксида серы на здоровье неизвестны.

Диоксид серы — это бесцветный газ с резким запахом, который раздражает кожу, ткани и слизистые оболочки глаз, носа и горла. Выбросы SO₂ могут вызывать кислотные дожди и загрязнение воздуха по направлению ветра от вулкана; высокие концентрации диоксида серы образуют вулканический смог, вызывая стойкие проблемы со здоровьем у населения, проживающего по направлению ветра.

Во время мощных извержений SO₂ может подниматься на высоту более 10 км в стратосферу. Здесь SO₂ преобразуется в сульфатные аэрозоли, которые отражают солнечный свет и поэтому 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 — это бесцветный, горючий 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 имеющийся сегодня прибор для мониторинга газов: смеси воздуха с содержанием H2S всего 0.000001% имеют запах тухлых яиц. Однако при концентрациях выше примерно 0.01% H2S становится неощутимым по запаху и очень токсичным, вызывая раздражение верхних дыхательных путей и, при длительном воздействии, отёк лёгких.

Воздействие концентрации более 500 ppm в течение более пяти минут может привести к тому, что человек потеряет сознание. При воздействии такого уровня в течение до одного часа возможна смерть.

Вулканические галогеноводороды (HF, HCl, HBr)

Когда магма поднимается близко к поверхности, вулканы могут выбрасывать галогены — фтор (HF), хлор (HCl) и бром — в форме галогеноводородов (HBr). Эти газы являются кислотными, обладают высокой растворимостью и потенциально могут вызывать кислотные дожди. Частицы пепла также часто покрыты галогеноводородами. После осаждения такие покрытые частицы пепла могут отравлять источники питьевой воды, сельскохозяйственные культуры и пастбищные угодья.⁵

Группы риска и выбросы вулканов

Большинство здоровых взрослых восстанавливаются после воздействия. Однако некоторые люди подвержены более высокому риску серьёзных последствий для здоровья, в том числе:

• Маленькие дети. Дети, чьи лёгкие всё ещё развиваются, считаются более уязвимыми независимо от наличия у них ранее существовавших заболеваний.
• Беременные женщины. Вдыхание вулканического смога (vog) подвергает беременных женщин и их будущих детей более высокому риску, чем население в целом.
• Пожилые люди. Эта группа населения считается подверженной риску из-за более высокой распространённости ранее существовавших заболеваний лёгких и сердца.
• Люди с респираторными заболеваниями. Лица с эмфиземой, хроническим бронхитом, ХОБЛ, астмой или другими респираторными заболеваниями находятся в группе риска.
• Люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями. К заболеваниям системы кровообращения относятся высокое кровяное давление, сосудистые заболевания, сердечная недостаточность и цереброваскулярные состояния. Эти заболевания делают людей более восприимчивыми к инфаркту, временной боли в груди, сердечной недостаточности, инсульту и внезапной смерти из-за сердечной аритмии.

Советы по подготовке к выбросам вулкана

• По возможности оставайтесь в помещении. Это наиболее эффективно в зданиях, которые хорошо препятствуют проникновению наружного воздуха внутрь.
• Носите маску на улице. Используйте только респираторную маску класса N95 или N100, чтобы снизить воздействие частиц дыма.
• Проверяйте сайты мониторинга качества воздуха, такие как индекс качества воздуха AirVisual.
• Держите лекарства под рукой. Если у вас астма или другие респираторные заболевания, держите лекарства в доступе и принимайте их по назначению. Если у вас нет лекарств, но вы чувствуете, что они могут понадобиться, позвоните своему врачу.
• Носите маску от загрязнения воздуха, например сертифицированную KN95 маску IQAir, чтобы защитить себя от вдыхания взвешенных загрязняющих частиц, содержащихся в vog.
• Создайте зону чистого воздуха у себя дома. Частицы и газы могут быстро накапливаться внутри дома. Держите окна закрытыми и герметизируйте любые отверстия, ведущие наружу, включая вентиляционные отверстия. При использовании кондиционера обязательно установите режим рециркуляции и закройте приток свежего воздуха. Фильтруйте воздух при вентиляции помещения с помощью высокоэффективного очистителя воздуха от вулканического смога (vog), такого как GC MultiGas.
• Избегайте действий, которые дополнительно загрязняют воздух в помещении. Не зажигайте свечи, не пользуйтесь камином и даже не пылесосьте (если только у вас нет высокоэффективного пылесоса с HEPA-фильтром). В противном случае всё это может стать дополнительными источниками загрязнения воздуха в помещении

Природные явления, такие как извержения вулканов, невозможно контролировать. Однако благодаря знаниям и подготовке вы сможете максимально защитить себя и свою семью.