ĐịA ChấT HọC

Tro núi lửa và bụi núi lửa | Hình ảnh, hình ảnh vệ tinh, thêm

Posted on
Tác Giả: Laura McKinney
Ngày Sáng TạO: 10 Tháng Tư 2021
CậP NhậT Ngày Tháng: 1 Có Thể 2024
Anonim
Tro núi lửa và bụi núi lửa | Hình ảnh, hình ảnh vệ tinh, thêm - ĐịA ChấT HọC
Tro núi lửa và bụi núi lửa | Hình ảnh, hình ảnh vệ tinh, thêm - ĐịA ChấT HọC

NộI Dung


Tro núi lửa từ Núi lửa Cleveland, nằm trên đảo Chuginadak trong Chuỗi đảo Aleutian ngoài khơi Alaska. Hình ảnh NASA được chụp bởi Jeff Williams, Kỹ sư máy bay, từ Trạm vũ trụ quốc tế. Hình ảnh lớn hơn.

Tro núi lửa là gì?

Tro núi lửa bao gồm các hạt có kích thước từ bột đến cỡ cát của vật liệu đá lửa đã được thổi vào không khí bởi một ngọn núi lửa đang phun trào. Thuật ngữ này được sử dụng cho vật liệu khi nó ở trong không khí, sau khi nó rơi xuống đất và đôi khi sau khi nó được dán vào đá. Các thuật ngữ "bụi núi lửa" và "tro núi lửa" đều được sử dụng cho cùng một vật liệu; tuy nhiên, "bụi núi lửa" được sử dụng phù hợp hơn cho vật liệu cỡ bột.



Tro núi lửa từ núi St. Helens, năm 1980 phun trào. Hình ảnh USGS, D.E. Wieprecht. Hình ảnh lớn hơn.




Hạt tro núi lửa xem với kính hiển vi điện tử quét. Hình ảnh USGS của A.M. Sarna-Wojcicki. Hình ảnh lớn hơn.

Tính chất của tro núi lửa

Thoạt nhìn, tro núi lửa trông giống như một loại bột mềm, vô hại. Thay vào đó, tro núi lửa là một vật liệu đá có độ cứng khoảng 5+ trên thang độ cứng Mohs. Nó bao gồm các hạt có hình dạng không đều với các cạnh sắc nhọn, lởm chởm (xem kính hiển vi). Kết hợp độ cứng cao với hình dạng hạt không đều, và tro núi lửa có thể là một vật liệu mài mòn. Điều này mang lại cho các hạt nhỏ này khả năng làm hỏng cửa sổ máy bay, gây khó chịu cho mắt, gây ra sự hao mòn bất thường cho các bộ phận chuyển động của thiết bị mà chúng tiếp xúc và gây ra nhiều vấn đề khác được thảo luận dưới đây trong phần "Tác động của tro núi lửa".


Các hạt tro núi lửa có kích thước rất nhỏ và có cấu trúc mụn nước với nhiều lỗ sâu răng. Điều này mang lại cho họ mật độ tương đối thấp đối với vật liệu đá. Mật độ thấp này, kết hợp với kích thước hạt rất nhỏ, cho phép tro núi lửa được đưa lên cao vào khí quyển bởi một vụ phun trào và mang theo khoảng cách xa bởi gió. Tro núi lửa có thể gây ra vấn đề một khoảng cách xa từ núi lửa đang phun trào.

Các hạt tro núi lửa không hòa tan trong nước. Khi chúng trở nên ẩm ướt, chúng tạo thành bùn hoặc bùn có thể làm cho đường cao tốc và đường băng trơn trượt. Tro núi lửa ướt có thể khô thành một khối rắn chắc, giống như bê tông. Điều này cho phép nó cắm cống thoát nước mưa và dính vào lông của động vật ở ngoài trời khi tro rơi cùng lúc với mưa.



Cột tro núi lửa: Cột phun trào của Núi St. Helens vào ngày 18 tháng 5 năm 1980. Bản phát hành bùng nổ này tạo ra một cột nóng của tephra, khí núi lửa và không khí bị cuốn lên cao tới 22 km trong vòng chưa đầy mười phút. Những cơn gió mạnh thịnh hành đã đưa tro bụi về phía đông với tốc độ khoảng 100 km mỗi giờ. Trong vòng chưa đầy bốn giờ, tro bụi rơi xuống thành phố Spokane cách đó khoảng 400 km, và hai tuần sau đó, đám mây phun trào đã bao vây trái đất. Hình ảnh USGS của A. Đăng.

Ash Eruptions và Ash Cột

Một số magma chứa một lượng lớn khí hòa tan dưới áp lực rất cao. Khi một vụ phun trào xảy ra, áp suất giới hạn đối với các loại khí này đột nhiên được giải phóng và chúng giãn nở nhanh chóng, ào ạt từ lỗ thông hơi núi lửa và mang theo những mẩu magma nhỏ bên mình. Nước ngầm gần một khoang magma có thể được đưa vào hơi nước với kết quả tương tự. Đây là nguồn gốc của các hạt tro cho một số vụ phun trào. Số lượng lớn khí nóng, thoát ra, mở rộng ào ạt từ lỗ thông hơi có thể đẩy một cột tro bụi phun trào và khí nóng bay lên không trung.

Hình ảnh kèm theo cho thấy một phần của cột tro được tạo ra bởi vụ phun trào núi St. Helens tháng 5 năm 1980. Trong vụ phun trào đó, sự phóng thích bùng nổ của khí núi lửa nóng vào khí quyển đã tạo ra một cột của tephra, khí núi lửa và không khí bị cuốn lên cao tới 22 km trong vòng chưa đầy mười phút. Sau đó, những cơn gió mạnh thịnh hành đã mang tro về phía đông với tốc độ khoảng 100 km mỗi giờ. Trong vòng chưa đầy bốn giờ, tro đã rơi xuống thành phố Spokane cách lỗ thông hơi khoảng 400 km. Hai tuần sau, bụi từ vụ phun trào đã được mang đi khắp Trái đất.

Vụ phun trào núi St. Helens đặc biệt về kích thước và cường độ của nó. Một bản phát hành tro điển hình hơn được hiển thị trong hình ảnh ở đầu trang này. Trong hình ảnh đó, Núi lửa Cleveland, nằm trên đảo Chuginadak trong Chuỗi đảo Alaska của Aleutian, giải phóng một đám tro nhỏ mà trong vòng vài phút tách khỏi núi lửa và bị gió cuốn đi.

Bản đồ tro bụi núi lửa: Bản đồ cho thấy sự phân bố địa lý tại Hoa Kỳ của bụi tro từ vụ phun trào núi St. Helens ngày 18 tháng 5 năm 1980. Hình ảnh USGS. Bản đồ lớn hơn.

Độ dày tro: Trầm tích tro bụi thường dày và thô có kích thước hạt gần núi lửa. Tuy nhiên, ở khoảng cách tiền gửi sẽ mỏng hơn và tốt hơn.

Tro tro: Một đám tro dài từ núi lửa Chaitén ở miền nam Chile được thổi qua lục địa. Hình ảnh lớn hơn.

Tro Ash, Ashfall và Ash Field

Một khi tro được phóng lên không trung bởi một ngọn núi lửa, gió có cơ hội để di chuyển nó. Phong trào này, cùng với nhiễu loạn không khí, hoạt động để phân phối tro lơ lửng trên một khu vực rộng lớn. Những đám mây tro này được di chuyển bởi gió được gọi là những đám tro. Một hình ảnh dưới đây cho thấy một đám tro bụi được tạo ra bởi vụ phun trào của núi lửa Chaitén ở miền nam Chile vào ngày 3 tháng 5 năm 2008. Luồng này bắt đầu ở Chile, băng qua Argentina và kéo dài hàng trăm km trên Đại Tây Dương, lan rộng ra khi nó di chuyển.

Khi một đám tro bụi di chuyển ra khỏi lỗ thông hơi núi lửa, nó không còn phải vội vã thoát khí để hỗ trợ nó nữa. Các hạt tro không được hỗ trợ bắt đầu rơi ra. Các hạt tro lớn nhất rơi ra trước và các hạt nhỏ hơn vẫn lơ lửng lâu hơn. Điều này có thể tạo ra một lớp trầm tích trên mặt đất bên dưới lớp tro. Các khoản tiền gửi này thường dày nhất gần lỗ thông hơi và mỏng với khoảng cách. Một bản đồ cho thấy sự phân bố tro từ vụ phun trào núi St. Helens ngày 18 tháng 5 năm 1980 được hiển thị trên trang này.

Một cánh đồng tro là một khu vực địa lý nơi mặt đất đã bị che phủ bởi sự sụp đổ của một đám tro. Một hình ảnh dưới đây cho thấy một cánh đồng tro phía đông núi lửa Chaitén ở miền nam Chile từ tháng 5 năm 2008. Có thể thấy rõ mặt đất trắng của tro.

Cánh đồng tro: Một cánh đồng tro phía đông núi lửa Chaitén từ tháng 5 năm 2008. Hình ảnh lớn hơn.

Tác động của tro núi lửa

Tro núi lửa thể hiện vô số mối nguy hiểm đối với con người, tài sản, máy móc, cộng đồng và môi trường. Một số trong số này được chi tiết dưới đây.

Tác động đến sức khỏe con người:

Những người tiếp xúc với tro rơi hoặc sống trong môi trường bụi bặm sau khi tro bụi có thể gặp phải một số vấn đề. Các vấn đề về hô hấp bao gồm kích ứng mũi và họng, ho, bệnh giống như viêm phế quản và khó chịu trong khi thở. Chúng có thể được giảm bớt khi sử dụng mặt nạ chống bụi hiệu quả cao, nhưng nên tránh tiếp xúc với tro nếu có thể.

Các vấn đề dài hạn có thể bao gồm sự phát triển của một căn bệnh gọi là "bệnh bụi phổi silic" nếu tro có hàm lượng silica đáng kể. Viện Sức khỏe và An toàn Lao động Quốc gia Hoa Kỳ khuyến nghị các loại mặt nạ cụ thể cho những người tiếp xúc với tro núi lửa. Bất cứ ai đã bị các vấn đề như viêm phế quản, khí phế thũng hoặc hen suyễn nên tránh tiếp xúc.

Tro núi lửa khô có thể dính vào mắt người ẩm ướt, và các hạt tro nhỏ bé nhanh chóng gây kích ứng mắt. Vấn đề này là nghiêm trọng nhất trong số những người đeo kính áp tròng. Một số kích ứng da được báo cáo bởi những người ở khu vực tro bụi; tuy nhiên, số lượng các trường hợp và mức độ nghiêm trọng của chúng là thấp.

Novarupta lên bờ: Hình ảnh vệ tinh của cảnh quan xung quanh Núi lửa Novarupta với các đường viền tro bụi và khu vực dòng chảy pyroclastic của vụ phun trào năm 1912 được hiển thị dưới dạng các vạch màu. Hình ảnh vệ tinh của J. Allen (NASA) sử dụng dữ liệu từ Cơ sở che phủ đất toàn cầu của Đại học Marylands. Bản đồ của B. Cole ,. Hình ảnh lớn hơn.

Tác động đến nông nghiệp:

Chăn nuôi chịu cùng các vấn đề về mắt và hô hấp đã được mô tả ở trên đối với con người. Động vật ăn bằng cách chăn thả có thể trở nên không thể ăn nếu tro bao phủ nguồn thức ăn của chúng. Những người ăn từ nguồn thực phẩm phủ tro thường bị một số bệnh. Nông dân ở các khu vực đổ bộ có thể cần cung cấp thức ăn bổ sung cho động vật của họ, sơ tán chúng hoặc gửi chúng đến giết mổ sớm.

Lượng tro chỉ vài milimet thường không gây thiệt hại nghiêm trọng cho đồng cỏ và mùa màng. Tuy nhiên, tích lũy tro dày hơn có thể làm hỏng hoặc giết chết thực vật và đồng cỏ. Sự tích tụ dày có thể làm hỏng đất bằng cách tiêu diệt các vi khuẩn và ngăn chặn sự xâm nhập của oxy và nước. Điều này có thể dẫn đến một điều kiện đất vô trùng.

Thiệt hại do tro bụi núi lửa: Các tòa nhà bị hư hại do một trận mưa lớn. Hình ảnh USGS. Hình ảnh lớn hơn.

Tro núi lửa: Video USGS giải thích tác động của tro núi lửa đối với giao thông hàng không.

Tác động đến các tòa nhà:

Tro khô nặng gấp khoảng mười lần mật độ của tuyết tươi. Một lớp tro dày trên nóc tòa nhà có thể làm quá tải nó và khiến nó sụp đổ (xem hình ảnh). Hầu hết các tòa nhà không được thiết kế để hỗ trợ trọng lượng bổ sung này.

Ngay sau khi một trận mưa lớn, một trong những công việc ưu tiên là dọn tro từ các tòa nhà. Nếu mưa rơi trước khi tro được loại bỏ, nó có thể được tro hấp thụ và tăng trọng lượng. Tro ướt có thể có mật độ gấp hai mươi lần tuyết mới.

Tro núi lửa có thể lấp đầy máng xối trên một tòa nhà và làm tắc nghẽn các lỗ hổng. Chỉ riêng tro có thể rất nặng và nếu trời trở nên ẩm ướt do mưa, trọng lượng sẽ thường kéo máng xối từ nhà. Tro kết hợp với nước có thể ăn mòn vật liệu lợp kim loại. Tro ướt cũng là một chất dẫn điện, và khi tích tụ xung quanh các yếu tố điện bên ngoài của tòa nhà, nó có thể dẫn đến thương tích hoặc thiệt hại nghiêm trọng.

Máy điều hòa không khí và hệ thống xử lý không khí có thể bị hỏng hoặc bị hỏng nếu bộ lọc của chúng bị tắc hoặc lỗ thông hơi của chúng được bao phủ bởi tro núi lửa. Các bộ phận chuyển động trên thiết bị có thể bị mòn nhanh chóng nếu tro mài mòn nằm giữa chúng.

Tác động đến các thiết bị gia dụng:

Tro và bụi mịn có thể xâm nhập vào các tòa nhà và gây ra vấn đề với các thiết bị. Tro mài mòn có thể tạo ra sự hao mòn bất thường trên các bộ phận chuyển động trong động cơ điện. Máy hút bụi, lò nung và hệ thống máy tính đặc biệt dễ bị tổn thương vì chúng xử lý nhiều không khí.

Bóng tối do tro bụi núi lửa: Tro trong không khí có thể chặn ánh sáng mặt trời và làm cho các khu vực bên dưới một đám tro bụi tối vào giữa ngày. Núi lửa Soufriere Hills, hình ảnh từ năm 1997. Hình ảnh USGS. Hình ảnh lớn hơn.

Tác động đến truyền thông:

Tro núi lửa có thể có điện tích gây nhiễu sóng vô tuyến và các chương trình phát sóng khác truyền qua không khí. Thiết bị vô tuyến, điện thoại và GPS có thể không thể gửi hoặc nhận tín hiệu với một ngọn núi lửa đang phun trào gần đó. Tro cũng có thể làm hỏng các cơ sở vật chất như dây điện, tháp, tòa nhà và thiết bị cần thiết để hỗ trợ liên lạc.

Tác động đến các cơ sở sản xuất điện:

Tro núi lửa có thể gây ngừng hoạt động của các cơ sở sản xuất điện. Các cơ sở này đôi khi được tắt để tránh thiệt hại từ tro. Họ có thể ở lại cho đến khi tro đã được loại bỏ. Điều này bảo vệ các thiết bị thiết yếu khỏi sự cố nhưng làm gián đoạn dịch vụ điện cho hàng triệu người.

Tro núi lửa trên xe ô tô tại căn cứ không quân Clark ở Philippines sau vụ phun trào núi Pinatubo năm 1991. Bãi đậu xe này cách vụ phun trào khoảng 25 km về phía đông và nhận được khoảng 9 cm tro. Hình ảnh USGS của R.P Hoblitt. Hình ảnh lớn hơn.

Tác động đến giao thông vận tải mặt đất:

Tác động ban đầu khi vận chuyển là một giới hạn về tầm nhìn. Tro lấp đầy không khí và chặn ánh sáng mặt trời. Trời có thể tối như đêm giữa ban ngày. Tro cũng bao gồm vạch kẻ đường. Chỉ cần một milimét tro có thể che khuất trung tâm và đường cơ sở của đường cao tốc.

Một tác động khác là trên xe ô tô. Họ xử lý lượng không khí khổng lồ sẽ chứa bụi núi lửa và tro bụi. Điều này ban đầu được chụp bởi bộ lọc không khí, nhưng nó có thể nhanh chóng bị quá tải. Sau đó bụi mài mòn đi vào động cơ để làm hỏng các bộ phận được gia công cẩn thận và làm tắc các lỗ nhỏ.

Tro núi lửa tích tụ trên kính chắn gió của ô tô, tạo ra nhu cầu sử dụng cần gạt nước. Nếu cần gạt nước được sử dụng, tro mài mòn giữa kính chắn gió và cần gạt nước có thể làm trầy xước cửa sổ, đôi khi tạo ra bề mặt mờ không thể nhìn xuyên qua.

Bụi núi lửa và tro bụi bao phủ các con đường có thể dẫn đến mất lực kéo. Nếu đường bị ướt, tro khô biến thành bùn rất trơn. Đường và đường phố phải được xúc như thể tuyết không tan đã rơi.

Các lớp tro bụi ở Philippines: A) Đoạn trên cầu sông Santo Tomas phía bắc San Narciso, Zambales; 32 km về phía tây-tây của lỗ thông hơi. Lớp A là 8 mm tro cỡ cát; lớp B là 4 mm tro chủ yếu. Lưu ý phân loại bình thường yếu của lớp C và các mảng thô rải rác trên bề mặt tiền gửi.

B) Tiền gửi Tephra rơi trên đường không được chứng minh dọc theo sông Marella 10,5 km về phía tây nam của lỗ thông hơi. Lớp A, dày khoảng 4 cm, bao gồm tro thô và lapilli mịn; lớp B gồm nhiều lớp tro mỏng; lớp C dày 33 cm và là phần dày nhất của lớp trầm tích đá bọt cao trào chưa được tìm thấy. Lưu ý phân loại tổng thể bình thường, nhưng lapillus pumice 2 cm ở phía trên bên trái. Lớp D bao gồm hai lớp tro mịn dày 3 đến 4 cm được ngăn cách bởi một lớp tro được làm lại bằng nước.

C) Tephra đặt cọc trên con đường chưa được chứng minh khoảng 9 km về phía đông nam của lỗ thông hơi, phía bắc sông Gumain. Lớp B dày 23 cm và bao gồm nhiều lớp tro được phân loại; lớp C dày 31 cm và có hai vùng ở phần dưới với lớp phủ tro mịn nhỏ.

D) Đoạn ở cửa sông Pasig hẻm núi khoảng 15 km về phía đông. Lớp B dày 10 cm và lớp C dày khoảng 18 cm; lưu ý các khu vực giàu tro nổi bật nhờ tăng độ kết dính. Hình ảnh USGS của W.E. Scott và J.J. Chính. Hình ảnh lớn hơn.

Tác động đến vận tải hàng không:

Động cơ phản lực hiện đại xử lý lượng không khí khổng lồ. Họ kéo không khí vào phía trước động cơ và xả nó ra phía sau. Nếu tro núi lửa được kéo vào động cơ phản lực, nó có thể được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của tro. Tro có thể tan chảy trong động cơ, và sản phẩm dính mềm có thể bám vào bên trong động cơ. Điều này hạn chế luồng không khí đi qua động cơ và tăng thêm trọng lượng cho máy bay.

Tro núi lửa đã dẫn đến hỏng động cơ trên một vài chiếc máy bay. May mắn thay, các phi công đã có thể hạ cánh an toàn với các động cơ còn lại của họ. Ngày nay, núi lửa được theo dõi các dấu hiệu phun trào, và các máy bay được định tuyến xung quanh các khu vực có thể chứa tro trong không khí.

Tro núi lửa lơ lửng trong không khí có thể có tác động mài mòn đối với các máy bay bay qua nó với tốc độ hàng trăm km mỗi giờ. Ở những tốc độ này, các hạt tro tác động lên kính chắn gió có thể làm mờ bề mặt thành một lớp phủ mờ che khuất tầm nhìn của phi công. Việc phun cát cũng có thể loại bỏ sơn và hố kim loại trên mũi và trên các cạnh đầu của cánh và thiết bị định vị.

Tại các sân bay, các vấn đề tương tự cũng gặp phải với đường băng như được thấy trên đường. Các dấu hiệu trên đường băng có thể được phủ bằng tro. Máy bay có thể mất lực kéo khi hạ cánh và cất cánh. Và, tro phải được loại bỏ trước khi hoạt động trở lại bình thường.

Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế nhận thấy sự cần thiết phải thông báo cho phi công và kiểm soát viên không lưu về các mối nguy núi lửa. Để làm điều đó, họ đã làm việc với các cơ quan chính phủ để thành lập một số Trung tâm tư vấn tro núi lửa. Các trung tâm này giám sát hoạt động của núi lửa và báo cáo về các đám tro trong khu vực giám sát của họ.

Tro núi lửa: Video USGS giải thích tác động của tro núi lửa đối với giao thông hàng không.

Tác động đến hệ thống cấp nước:

Hệ thống cấp nước có thể bị ảnh hưởng bởi các thác nước. Khi một cộng đồng sử dụng nguồn cung cấp nước mở như sông, hồ chứa hoặc hồ, tro rơi sẽ trở thành vật liệu lơ lửng trong nguồn cung cấp nước phải được lọc ra trước khi sử dụng. Xử lý nước với tro mài mòn lơ lửng có thể gây hại cho máy bơm và thiết bị lọc.

Tro cũng có thể gây ra những thay đổi tạm thời trong hóa học của nước. Tro tiếp xúc với nước có thể làm giảm độ pH và tăng nồng độ các ion được lọc từ vật liệu tro. Chúng bao gồm: Cl, SO4, Na, Ca, K, Mg, F, và nhiều người khác.


Tác động đến hệ thống nước thải:

Tro rơi trên đường phố thành phố sẽ ngay lập tức đi vào hệ thống cống thoát nước mưa. Nếu nước thải đầy tro được xử lý, tro lơ lửng có thể làm quá tải thiết bị và bộ lọc và gây hư hỏng cho máy bơm và van. Nó cũng trở thành một vấn đề xử lý. Bùn hoặc bùn của tro có thể cứng lại thành một vật liệu tương tự như bê tông.

Lập kế hoạch cho tro núi lửa

Các cộng đồng nằm gần hoặc theo chiều gió của núi lửa có khả năng tạo ra vụ phun trào tro nên xem xét tác động tiềm tàng của tro núi lửa và lên kế hoạch tìm cách đối phó và giảm thiểu tác động của nó. Việc giáo dục về một vấn đề sẽ dễ dàng hơn nhiều và hành động trước hơn là đối mặt với một vấn đề to lớn mà không cần cảnh báo.