Erupcje wulkaniczne ocena skali zjawiska

Transkrypt

1 Wulkany Wykład

2 Erupcje wulkaniczne ocena skali zjawiska objętość wyrzuconego materiału ( tefry ) wysokość chmury popiołu i gazów jakościowa klasyfikacja erupcji typ erupcji czas trwania eksplozji obecność popiołu i gazów w troposferze obecność popiołu i gazów w stratosferze ilość znanych zdarzeń

3 VEI (Volcanic Explosive Index) (wskaźnik eksplozywności wulkanicznej) Jest to 8- stopniowa opisowa skala wielkości erupcji wulkanów oparta na kryterium porównawczym uwzględniająca skutki erupcji. przykłady: Yellowstone, czasy prehistoryczne, plejstocen 8.; Tambora, 1815 r. - 7, Krakatau, 1883 r. - 6 źródło: strony Global Volcanism Program

4 Klasyfikacja wybuchów wulkanów wg VEI CAVW - Catalog of Active Volcanoes of the World źródło: USGS

5 Wskaźnik eksplozywności wulkanicznej VEI

6 skumulowana liczba zdarzeń N Zależność liczby zdarzeń od ich intesywności VEI wskaźnik eksplozywności wulkanicznej

7 Fazy podczas erupcji Wzrastająca aktywność sejsmiczna przed erpcują Czyszczenie komina wulkanicznego wzrost erupcji Tworzenie kopuły wulkanicznej obniżenie sejsmiczności Drumbeats Osłabienie erupcji, pojawienie się silnych wstrząsów

8 Wulkan St. Helens zmiany sejsmiczności w czasie

9 St. Helens, USA

10

11 18 maja 1980 (do 1986) X

12 18 maja 1980 (do 1986) X wzrost b wzrost liczby drobnych szczelin (możliwa zapowiedź erupcji)

13 Zmiany amplitud drgań (St. Helens)

14 Drumbeats harmoniczne drżenia +film

15 Częstość Zachowanie rozkładu GR 1800 Histogram Zbiór danych (koszyk) Islandia 1995 brak znaczącej erupcji

16 Częstość Zachowanie rozkładu GR 800 Histogram Zbiór danych (koszyk) Islandia 2001 erupcja Hekla w 2000r., VEI 3

17 Częstość Zachowanie rozkładu GR 900 Histogram Zbiór danych (koszyk) Islandia 2004 Grímsvötn

18 Częstość Zachowanie rozkładu GR 1400 Histogram Zbiór danych (koszyk) Islandia 2010 Eyjafjallajökull

19 Rodzaje alarmów (oznaczenia)

20 Typy law Wybuchy wulkanów charakteryzują się zróżnicowanym przebiegiem erupcji. Zależy on od składu law: kwaśne - duża lepkość, mała płynność, trudno topliwa, duża zawartość krzemionki Si0 2 zasadowe - ciężka, niska lepkość, płynna, łatwo topliwa, duża zawartość Mg i Fe; obojętne, czyli pośrednie

21 Erupcje wulkaniczne dzieli się między erupcje centralne - erupcje z jednego punktu, najczęściej z komina wulkanicznego, np. Etna i Wezuwiusz, innymi na: erupcje linijne - wydobywanie się lawy wzdłuż szczelin, np. na Islandii, erupcje arealne - erupcje zachodzące na znacznym obszarze w wyniku stopienia się nakładu.

22 Typy erupcji

23 typy erupcji typ hawajski (efuzynwne, lawowe) R.W. Decker, 25 Marca 1984, Mauna Loa,Hawaje VEI 0 (erupcja efuzywna) Kilauea,Hawaje VEI 0 (erupcja efuzywna) Są to wulkany o spokojnym wylewie lawy zasadowej, ze spora ilością gazów, rozlewanie się lawy na znaczne obszary, tworzą się strome stożki rozbryzgowe a w powietrzu unoszą się krople zastygającej lawy,

24 typy erupcji - strombolijski efuzywno-eksplozywna, z krótkimi i częstymi eksplozjami gazów, której towarzyszy wyrzucanie bomb i lapilli oraz wypływy mało ruchliwej lawy, 1. B. Chouet, grudzień Stromboli, Włochy, VEI B. Chouet, Widok wulkanu Stromboli 3. L. Siebert, listopad 1988, Pacaya, Gwatemala, VEI 2

25 J.W. Ewert, 5 października 1998, wulkan Tavurvur, kaldera wulkanu Rabaul, Papua Nowa Gwinea, VEI 2 typy erupcji typ wulkano eksplozywno-efuzywna, z rzadkimi lecz gwałtownymi wybuchami, podczas których wyrzucanych jest dużo gazu oraz materiału piroklastycznego, jak bomby, lapille oraz popiołu. Specyficzne są również czarne chmury unoszące się nad kraterem,

26 typy erupcji erupcja peleeańska eksplozywna, charakteryzująca się najsilniejszymi wybuchami, podczas których następuje rozrywanie czopu lawy, która zastygła w kraterze, 1902, Mont Pelee, Martinique

27 typy erupcji - erupcja wezuwiańska (plinejska) Erupcja o gwałtownych wybuchach, z bogatą w różne gazy lawą, długie okresy spokoju miedzy kolejnymi erupcjami. Nad kraterem unoszą się charakterystyczne chmury gazu oraz pary wodnej do wysokości do kilku km Plinian eruption of Lascar volcano, Chile

28 inne rodzaje erupcji eksplozja freatyczna 1. D.A. Swanson, 4 kwietnia 1980,G. św Heleny, erupcja poprzedzająca wielką erupcję plinejską, 2. R. Russell, 6 kwietnia 1977 Akutan, Aleuty, VEI 2 Obecność wody erupcja z parą wodną

29 Pojęcia związane z wulkanizmem - tefra E. Wolfe, 24 czerwca 1991, Pinatubo, Filipiny, VEI 6

30 Skutki erupcji wulkanicznej wypływ lawy wyrzut popiołów i gazów kwaśne deszcze wyrzut materiałów piroklastycznych osuwiska i spływy gruzowe Lahary osadzenie się tefry (do 150 km/h)

31

32 Na skutek wulkanizmu powstają następujące formy terenu: wulkany tarczowe stratowulkany wulkany popiołowe stożki rozbryzgowe plateau wulkaniczne kaldera maar neki

33 Wulkany tarczowe rozległe stoki lawowe, otaczające punkt erupcji Islandia Olympus Mons (łac. "Góra Olimp") - najwyższa znana góra w naszym Układzie Słonecznym, położona na planecie Mars.

34 Stratowulkany wysokie, przeważnie strome stożki zbudowane z zastygłej lawy oraz materiału piroklastycznego Volcan Osorno is one of the most active volcanoes in the Chilean Andes. This stratovolcano is located in the Los Lagos Region of Chile with an elevation of 2,652 m

35 Kilimandżaro - stratowulkan

36 Wulkany popiołowe stosunkowo niskie ale bardzo strome stożki, zbudowane z materiału piroklastycznego Sierra Nevada

37 Stożki rozbryzgowe o wysokości do 10 metrów, strome stożki rozbryzgów lawy na potokach lawy

38 Plateau wulkaniczne to rozległe, wyniesione tereny, zbudowane ze skał wylewnych, rodzaj płaskowyżu Butte County, CA

39 Kaldera owalne zagłębienie na wulkanie o średnicy poniżej 1 km Aniakchak Caldera in the Aleutian Range, Alaska. This 10 km diameter caldera formed approximately 3,450 years ago. Oregon, USA

40 Maar koliste zagłębienie terenu wokół komina wulkanicznego z niskim wałem, zbudowanym z materiału okruchowego Maar - Harrat Shamah, northwest Saudi Arabia

41 Neki pagóry wypreparowanych kominów wulkanicznych, które są wypełnione zastygłą lawą Nek wulkaniczny w Ochoco National Forest w stanie Oregon, USA Shiprock, a 1700 feet high volcanic plug near Farmington, New Mexico

42 SUPERWULKANY Na świcie istnieje około 140 wulkanów, których średnica kaldery przekracza 8 km Około 40 z nich zaliczane są do superwulkanów między innymi: Kaldera Yellowstone, Trapy Syberyjskie, Krakatau Tambora Toba u-ha1k9jj9e

43 Kaldera Yellowstone o rozmiarach ok. 55 x 80 km znajduje się nad tzw. plamą gorąca i jest pozostałością po gigantycznych eksplozjach superwulkanu, jakie miały miejsce 2,1 mln, 1,3 mln oraz 640 tys. lat temu. Były to erupcje o najwyższym stopniu w 8- stopniowej skali VEI Yellowstone

44 Yellowstone

45 Trapy Syberyjskie - największe fanerozoiczne pokrywy lawowe (trapy) na Ziemi, znajdujące się na Syberii, powstałe na przełomie paleozoiku i mezozoiku.

46

47 Krakatau, nazywana też Krakatoa lub Krakatao (dawna nazwa nieużywana od ok. 2 stuleci to Pralape ) wyspa znajdująca się w Cieśninie Sundajskiej, pomiędzy wyspami Sumatra i Jawa w Indonezji. Wyspa jest aktywnym wulkanem klasyfikowanym jako stratowulkan.

48 Prawdopodobnie około 416 r. n.e. nastąpiło zapadnięcie się pierwotnego wulkanu i powstała kaldera 7-kilometrowej długości. Pozostałości tego dawnego wulkanu tworzą wysepki Verlaten i Lang. 20 maja 1883 rozpoczęła się erupcja z krateru Perbuwatan Wulkan wyrzucił w powietrze 19 km³ (niektóre źródła podają wartości nawet 25 km³) popiołów na wysokość 55 km, czyli do stratosfery Eksplozja Krakatau spowodowała najgłośniejszy i odnotowany rekord odległości przebytej przez dźwięk Fala uderzeniowa powstała przy eksplozji przemieszczała się z prędkością ponad 1100 km/h. Szacuje się, że poziom natężenia dźwięku w odległości 160 km od epicentrum wynosił ponad 180 decybeli.

49 Lista erupcji wulkanicznych powyżej 4 VEI od początku XX w

50 Największe erupcje w XX i XXI wieku nr wulkan miejsce data VEI Kasatochi Aleuty, Alaska Okmok Aleuty, Alaska Chaiten Pd Chile Rabaul Nowa Brytania Manam pn-wsch Nowa Gwinea Reventador Ekwador Shiveluch Płw. Kamczatka Ruang Wyspy Sangihe (Indonezja) Ulawun Nowa Brytania Rabaul Nowa Brytania źródło: strony Global Volcanism Program

51 Największe erupcje w XX i XXI wieku Lascar pn Chile Spurr pd-zach Alaska Hudson Cerro pd Chile Pinatubo Luzon (Filipiny) Kelut Jawa Kliuczewskoj Płw. Kamczatka Chikurachki Kuryle Augustine pd-zach Alaska Colo Sulawesi (Indonezja) Galunggung Jawa źródło: strony Global Volcanism Program

52 Największe erupcje w XX i XXI wieku El Chichon Meksyk El Chichon Meksyk Pagan Mariana Islands Alaid Kuryle St Helens Waszyngton Augustine pd-zach Alaska Tolbaczyk Płw. Kamczatka Fuego Gwatemala Tiata Kuryle Fernandina Wyspy Galapagos źródło: strony Global Volcanism Program

53 Największe erupcje w XX i XXI wieku Awu Wyspy Sangihe (Indonezja) Kelut Jawa Taal Luzon (Filipiny) Shiveluch Płw. Kamczatka Agung 36 Agung Wyspy Lesser Sunda (Indonezja) Wyspy Lesser Sunda (Indonezja) Bezymianny Płw. Kamczatka Carran- Los Venados środkowe Chile Spurr pd-zach Alaska Bagana Wyspa Bougainville źródło: strony Global Volcanism 1952 Program

54 Największe erupcje w XX i XXI wieku Kelut Jawa Lamigton Nowa Gwinea Ambrym Vanuatu Hekla S Islandia Sarychew Peak Arcipelag Kurylski Awaczyński Płw. Kamczatka Michoakan-Guanajuato Meksyk Rabaul Nowa Brytania Kuchinoerabu Wyspy Ryukyu (Japonia) Suoh Sumatra (Indonezja) źródło: strony Global Volcanism Program

55 Największe erupcje w XX i XXI wieku Kharimkotan Kuryle Cerro Azul środkowe Chile Fuego Gwatemala Tungirahua Ekwador Agrigan Mariana Islands Sakura-Jima Kyushu (Japonia) Colima Meksyk Novarupta Płw. Alaska Lolobau Nowa Brytania Ksudach Płw. Kamczatka źródło: strony Global Volcanism Program

56 Największe erupcje w XX i XXI wieku Wezuwiusz Włochy Lolobau Nowa Brytania Grimstown pn Islandia Grimstown pn Islandia Santa Maria Gwatemala Pelee Indie Zachodnie Soufriere St. Vincent Indie Zachodnie Pelee Indie Zachodnie (Francja) źródło: strony Global Volcanism Program

57 Wybrane erupcje XX wieku Czas trwania, etapy erupcji i zniszczenia

58 St Helens, , g 11-30, źródło: USGS, VEI 5

59

60 Góra St. Helens Start Date: 1980 Mar 27 Volcanic Explosivity Index (VEI): 5 Lava Volume: 7.4 x 10 7 m 3 Tephra Volume: 1.2 x 10 9 m 3 Area of Activity: Wierzchołek i północne zbocze Stop Date: 1980 Oct 28 ± 3 days Eruptive Characteristics: Erupcja w centralnym kominie erupcja boczna podlodowcowa erupcja eksplozja główna spływ piroklastyczny eksplozja freatyczna wypływ lawy śmiertelne uszkodzenia lahary Lawiny gruzu

61 Pokrywa lodowa Hudson Cerro

62 Hudson Cerro

63 Hudson Cerro Start Date: 1991 Aug 8 Volcanic Explosivity Index (VEI): 5+ Tephra Volume: 7.6 x 10^9 m3 Area of Activity: NW brzeg kaldery SW spód kaldery Stop Date: 1991 Oct 27 Eruptive Characteristics: centralna erupcja w kominie erupcja wzdłuż radialnych spękań erupcja podlodowcowa główny wybuch spływ piroklastyczny spływ lawy uszkodzenia lahary

64 Pinatubo

65 Pinatubo

66 Pinatubo Start Date: 1991 Apr 2 Volcanic Explosivity Index (VEI): 6 Tephra Volume: 1.1 ± 0.5 x 1010 m3 Area of Activity: niższe północne zbocze i wierzchołek Stop Date: 1991 Sep 2 Eruptive Characteristics: cetnralna erupcja w kominie erupcja na zboczu główna erupcja (eksplozja) spływ piroklastyczny eksplozja freatyczna wypływ lawy śmiertelne uszkodzenia natur lahary zapadnięcie się kaldery

67 Zapobieganie skutkom erupcji wulkanicznych: Badania wulkanów w celu prognozowania erupcji, ich siły i przebiegu monitoring sejsmiczny, akustyczny, Termiczny Geochemiczny monitoring satelitarny wybuchów wulkanów komputerowe modelowanie dynamiki i termodynamiki procesów wulkanicznych dla osiedli znajdujących się w pobliżu wulkanów są opracowywane szczegółowe plany ewakuacyjne rozwój systemów ostrzegania, powoływanie i szkolenie specjalnych służb ratowniczych, edukacja mieszkańców zagrożonych obszarów, a także długoterminowe planowanie urbanistyczne buduje się zapory i kanały (Etna)

68 Problem hazardu wulkanicznego