Пирокластический поток

редактировать
Быстро движущийся поток горячего газа и вулканического вещества, который удаляется от вулкана Пирокластические потоки обрушиваются на склоны Вулкан Майон, Филиппины, в 1984 году

A пирокластический поток (также известный как поток пирокластической плотности или пирокластическое облако ) представляет собой быстро движущийся поток горячего газа и вулканической материи (вместе известный как тефра ), который течет по земле вдали от вулкана со скоростью 100 км / ч (62 миль / ч).) в среднем, но способен развивать скорость до 700 км / ч (430 миль / ч). Газы и тефра могут достигать температуры около 1000 ° C (1830 ° F).

Пирокластические потоки являются наиболее смертоносными из всех вулканических опасностей и возникают в результате определенных взрывных извержений ; они обычно касаются земли и падают вниз с холма или разлетаются в стороны под действием силы тяжести. Их скорость зависит от плотности тока, скорости вулканического выброса и крутизны склона.

Содержание

  • 1 Происхождение термина
  • 2 Причины
  • 3 Размер и последствия
    • 3.1 Взаимодействие с водой
    • 3.2 На Луне
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Примечания
  • 7 Внешние ссылки

Происхождение термина

Камни из туфа Бишоп, несжатые с пемзой (слева); сжато с помощью fiamme (справа).

Слово пирокласт происходит от греческого πῦρ, что означает «огонь», и κλαστ, что означает «разбит на куски». Пирокластические потоки, светящиеся красным в темноте, называются nuée ardente (французское «пылающее облако»); это, в частности, использовалось для описания катастрофического извержения 1902 года горы Пеле на Мартинике.

Пирокластические потоки, которые содержат гораздо более высокую долю газа в породе, известны как «полностью разбавленные течения пирокластической плотности» или пирокластические волны. Более низкая плотность иногда позволяет им течь по более высоким топографическим объектам или водам, таким как хребты, холмы, реки и моря. Они также могут содержать пар, воду и камни при температуре ниже 250 ° C (482 ° F); они называются «холодными» по сравнению с другими потоками, хотя температура все еще смертельно высока. Холодные пирокластические волны могут возникать, когда извержение происходит из жерла под мелким озером или морем. Фронты некоторых токов пирокластической плотности полностью разрежены; например, во время извержения горы Пеле в 1902 году полностью разбавленное течение захлестнуло город Сен-Пьер и унесло жизни почти 30 000 человек.

Пирокластический поток является разновидностью гравитационного течения ; в научной литературе они иногда сокращенно обозначаются PDC (ток пирокластической плотности).

Причины

Существует несколько механизмов, которые могут вызвать пирокластический поток:

  • Фонтанное обрушение колонны извержения из плинианского извержения ( например, разрушение Геркуланума и Помпеи горой Везувий ). При таком извержении материал, с силой выбрасываемый из вентиляционного отверстия, нагревает окружающий воздух, и турбулентная смесь поднимается за счет конвекции на многие километры. Если извергнутая струя не может достаточно нагреть окружающий воздух, конвекционные потоки не будут достаточно сильными, чтобы поднять шлейф вверх, и он падает, стекая по склонам вулкана.
  • Обрушение фонтана столбец извержений, связанный с вулканским извержением (например, вулкан Монтсеррат Суфриер-Хиллс вызвал многие из этих смертоносных пирокластических потоков и нагонов). Газ и снаряды создают облако, более плотное, чем окружающий воздух, и превращается в пирокластический поток.
  • Вспенивание в устье вентиляционного отверстия во время дегазации извергнутой лавы. Это может привести к образованию породы под названием игнимбрит. Это произошло во время извержения Новарупты в 1912 году.
  • Гравитационный коллапс лавового купола или хребта с последующими лавинами и потоками вниз по крутому склону (например, Монсеррат Вулкан Суфриер-Хиллз, в результате которого в 1997 году погибло девятнадцать человек).
  • направленный взрыв (или струя), когда часть вулкана разрушается или взрывается (например, извержение вулкана Сент-Хеленс 18 мая 1980 г. ). По мере увеличения расстояния от вулкана он быстро трансформируется в гравитационное течение.

Размер и эффекты

Остатки здания во Франсиско Леоне, разрушенные пирокластическими скачками и потоками во время извержения вулкана Эль-Чичон в Мексика, 1982. Арматурные стержни в бетоне изогнуты в направлении потока. Ученый исследует блоки пемзы на краю отложений пирокластического потока с горы Сент-Хеленс Отливки некоторых жертв в так - так называемый «Сад беглецов», Помпеи.

Объемы потока колеблются от нескольких сотен кубических метров (ярдов) до более 1000 кубических километров (~ 240 кубических миль). Более крупные потоки могут перемещаться на сотни километров (миль), хотя ни одного такого масштаба не происходило в течение нескольких сотен тысяч лет. Большинство пирокластических потоков имеют длину от 1 до 10 км (от до 2½ кубических миль) и распространяются на несколько километров. Потоки обычно состоят из двух частей: базальный поток охватывает землю и содержит более крупные крупные валуны и обломки горных пород, в то время как чрезвычайно горячий пепел поднимается над ним из-за турбулентности между потоком и вышележащим воздухом. подмешивание и нагрев холодного атмосферного воздуха, вызывая расширение и конвекцию.

кинетическая энергия движущегося облака сглаживает деревья и здания на своем пути. Горячие газы и высокая скорость делают их особенно смертоносными, поскольку они мгновенно сжигают живые организмы или превращают их в обугленные окаменелости:

  • города Помпеи и Геркуланум, Италия, за Например, 24 августа 79 г. н.э. были охвачены пирокластическими волнами, в результате чего погибло много жизней.
  • Извержение горы Пеле в 1902 году разрушило Мартинику город Санкт-Петербург Пьер. Несмотря на признаки надвигающегося извержения, правительство сочло Сен-Пьер безопасным из-за холмов и долин между ним и вулканом, но пирокластический поток обугил почти весь город, убив всех, кроме двух из 30 000 жителей.
  • Пирокластическая волна убила вулканологов Гарри Гликена и Катю и Мориса Краффтов и еще 40 человек на горе Унзен в Японии в июне. 3, 1991. Волна началась как пирокластический поток, и более энергичный всплеск поднялся на отрог, на котором стояли Краффты и другие; он поглотил их, и трупы были покрыты слоем пепла толщиной около 5 мм (0,2 дюйма).
  • 25 июня 1997 г. пирокластический поток прошел вниз по Москито-Гаут на Карибском острове Монтсеррат. Развилась крупная высокоэнергетическая пирокластическая волна. Этот поток не мог быть остановлен Гаутом и вылился из него, в результате чего погибли 19 человек, которые находились в районе деревни Стритхэм (которая была официально эвакуирована). Еще несколько человек в этом районе получили серьезные ожоги.

Взаимодействие с водой

Свидетельские свидетельства извержения Кракатау 1883 года, подкрепленные экспериментальными данными, показывают, что пирокластические потоки могут пересекать значительные тела вода. Однако это может быть пирокластический выброс, а не поток, потому что плотность гравитационного течения означает, что он не может перемещаться по поверхности воды. Один поток достиг Суматранского побережья на расстояние 48 км (30 миль).

Документальный фильм BBC 2006 года «Десять фактов, которые вы не знали о вулканах» продемонстрировал испытания, проведенные в ходе исследования. группа из Кильского университета, Германия, изучающая пирокластические потоки, движущиеся по воде. Когда реконструированный пирокластический поток (поток, состоящий в основном из горячего пепла с различной плотностью) ударялся о воду, произошли две вещи: более тяжелый материал упал в воду, выпав из пирокластического потока в жидкость; температура пепла вызвала испарение воды, продвигая пирокластический поток (теперь состоящий только из более легкого материала) по слою пара с еще большей скоростью, чем раньше.

Во время некоторых фаз вулкана Суфриер-Хиллз на Монтсеррате пирокластические потоки снимались примерно в 1 км от берега. Они показывают, как вода кипит, когда поток проходит по ней. Потоки в конечном итоге образовали дельту, которая покрыла около 1 км (250 акров).

Пирокластический поток может взаимодействовать с водным пространством с образованием большого количества грязи, которая затем может продолжать течь вниз в виде лахара. Это один из нескольких механизмов, которые могут создать лахар.

На Луне

В 1963 году астроном НАСА Уинифред Кэмерон предположил, что лунный эквивалент земных пирокластических потоков может образовали извилистые борозды на Луне. При лунном извержении вулкана пирокластическое облако будет следовать за местным рельефом, в результате чего след часто будет извилистым. Долина Шретера Луны предлагает один пример.

См. Также

Ссылки

  • Сигурдсон, Харальдур: Энциклопедия вулканы. Academic Press, 546–548. ISBN 0-12-643140-X.

Примечания

Внешние ссылки

На Викискладе есть материалы, связанные с Пирокластическим потоком.
Последняя правка сделана 2021-06-02 11:43:13
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте