Поражающие факторы вулканов и их воздействие

Основными поражающими факторами вулканов при их извержении являются: раскаленная лава, газы, дым, пар, горячая вода, пепел, обломки горных пород, взрывная волна, грязекаменные потоки, вулканические «бомбы».

Наиболее опасные явления, сопровождающие извержения вулканов, — это лавовые потоки, извержения с выпадением тефры, вулканические грязевые по­токи, вулканические наводнения, палящие вулканические тучи и вул­канические газы.

Лавовые потоки — это расплавленные горные породы с температурой 900 — 1000°. Лава может быть основной, т.е., по своему составу соответствовать базальтам, либо кислотной, т.е. иметь риолитовый состав. Лава вытекает прямо из трещин в земле или склоне вулкана, либо переливается через потоки. Лавовые потоки при их колоссальных смертоносных температурах кажутся грозными и неудержимыми. Скорость потока зависит от уклона конуса вулкана, степе­ни вязкости лавы и ее количества. Диапазон скоростей довольно широк: от нескольких сантиметров до нескольких километров в час. В отдель­ных и наиболее опасных случаях она доходит до 100 км, но чаще всего не превышает 1 км/ч.

Лавовые потоки могу представлять опасность для одного человека или группы людей, которые, недооценив их скорости, окажутся между несколькими лавовыми языками. Опасность возникает тогда, когда лавовый поток достигает населенных пунктов. Не раз наносили ущерб лавы Везувия. Во время сильного извержения в 1906 г. кратер переполнился лавой и в его стенках образовались трещины. Лава вытекала со скоростью 16км/ч. Сначала по узким желобам, а затем разлилась у подножия. Она уничтожила селение Коса-Бьянка и большую часть Боскотрекасс. Лава достигла также окраин Торе-Аннуциаты в 3км западней Помпеи. Лава заливала дома до высоты второго этажа, текла по улицам, проникала в жилища. Некоторые стены были проломлены, другие устояли. Это происходило в тех случаях, когда лава быстро заполняла помещение, и подпирала стену изнутри. Жидкие лавы за короткий срок могут заливать значительные территории.

Наиболее мощный лавовый поток исторического времени отмечен в Исландии в 1783 г., когда лава покрыла и истребила земли на площади 560 кв. км. При этом от самой лавы никто не погиб, однако последовавший за этим голод способствовал тому, что число жителей Исландии уменьшилось на 20%.

Существует ли вообще возможность, какой бы то ни было защиты от этой раскаленной до температуры выше 1000˚С массы? Практика показывает, что такого рода защитные меры существуют и иногда вполне действенны. Лавовый поток подвергали бомбардировке с самолета. Это преследует определенную цель. Охлаждаясь лавовый поток создает защитные валы и течет в лотке. Когда же удается эти валы прорвать, лава разливается, скорость течения лавы замедляется и поток приостанавливается. В тех же целях пробуют применить отвод лавовых потоков с помощью искусственных желобов. Можно использовать бомбардировку кратера. Лавовые потоки по большей части возникают за счет того, что лава переливается через края кратера; если же удается разрушить стенку кратера раньше, чем образовалось лавовое озеро, скопится немного лавы и её излияние по склону пройдет без вреда. Еще один метод – это возведение предохранительных дамб. При этом речь не о том, чтобы задержать лаву плотиной, а отвести лавовый поток в сторону. При наличии соответствующих форм рельефа это может помочь. Еще применяется действенный способ, испытанный на практике, - охлаждение поверхности лавы водой. При этом на охлаждаемой поверхности образуется корка, и поток останавливается.

Тефра: гигантская сила вулканического взрыва разрывает лаву и горные продукты на мельчайшие частицы, которые в совокупности называют тефрой. Наиболее крупные обломки име­нуются вулканическими бомбами, меньшие по размеру – лапиллями, еще более мелкие - вулканическим песком, а мельчайшие - пеплом. Вулканические бомбы не отлетают далеко, максимально на несколько километров от кратера. Лапилли и вулканический песок могут распространяться на десятки километров, а пепел может в высоких слоях атмосферы несколько раз обогнуть земной шар. Вулканический пепел в атмосфере может оказать влияние и на климат: он препятствует прохождению солнечных лучей, и земная поверхность охлаждается.

Опасность тефры и защита от неё. Тефра разрушает дома, погребая жителей в развалинах, душит и отравляет своим газом. Выпадение тефры приводит к уничто­жению животных, растений, а в отдельных случаях и к гибели людей, вызывает голод. Большую роль играет ветер: он может занести пепел в город или, наоборот, защитить его. Против бомб и лапиллей предпочтительна пассивная защита, нужно быть внимательным и изыскивать возможность уклоняться от них Пепел наносит значительно больший ущерб, неж5ели грубые частицы. Нельзя находиться вблизи вулкана без импровизованных масок. Необходимо постоянно убирать пепел с крыш, стряхивать с деревьев. Резервуары с водой должны быть закрытыми. Рекомендуется защищать чувствительные приборы. Обязательность эвакуации спорна. Пока не наступит подходящий момент целесообразней оставаться в укрытиях. Во время самого извержения эвакуация невозможна, так как отсутствует видимость. Из укрытий следует время от времени выходить посмотреть, что происходит и для того, чтобы счистить пепел с крыш.

Грязевые потоки: Этот процесс часто называют индонезийским словом «лахар» Мощные слои пепла на склонах вулкана находятся в неустойчивом положении. Когда на них ложатся новые порции пепла, они соскальзывают по склону. В некоторых случаях пе­пел пропитывается водой, в результате чего образуются вулканические грязевые потоки. Их скорость может достигать нескольких десятков ки­лометров в час. Такие потоки обладают значительной плотностью и мо­гут во время своего движения увлекать крупные глыбы, что увеличива­ет их опасность. Защититься от вулканических грязевых потоков нелегко. Потоки движутся быстро, на эвакуацию времени не остается. Бегство в укрытие может кончиться плохо, т.к. жидкая каша заполняет все пространство. От слабых грязевых потоков можно защититься дамбами или сооружением желобов. В некоторых индонезийских селениях у подножия вулканов насыпают искусственные холмы. При серьезной опасности жители выбегают на возвышенные места и таким образом могут избежать опасности. Одним из способов защиты является искусственное понижение уровня кратерного озера. Но наилучшим способом защиты является предупреждение извержений: не заселять опасные территории, как бы они не были красивы, а земли плодородными. Эвакуацию из опасных мест производить при первых признаках вулканического извержения.

Вулканические наводнения. При таянии ледников во время изверже­ний может сразу образоваться огромное количество воды, что и приводит к наводнениям.

Ледник Мирдаль, который покрывает вулкан Катла, сумел спустить 92 000 куб. метров воды за секунду при общем объеме более 6 куб. км. Точно подсчитать количество воды спущенной ледником трудно, хотя это очень важно для планирования мер защиты. Ледники имеют много внутренних полостей, постоянно заполненных водой. В дополнение к тем водам, которые обусловлены таянием при извержении вулкана, ледник добавляет и свои запасы воды из этих пустот.

Палящая вулканическая туча представляет собой смесь раскаленных газов и тефры. Из всех вулканических процессов это наиболее опасный, и на его совести лежит самое большое количество жертв. Вулкан Мон-Пеле на острове Мартиника своими палящими тучами погубил в 1902 году 30.000 человек и полностью уничтожил город Сент-Пьер.

Поражающее действие палящей тучи обусловлено возникновением ударной волны (сильным ветром), распространяющейся со скоростью до 40 км/ч, и валом жара с температурой до 1000°.

Наилучшую защиту от палящих туч представляет эвакуация. Особенно опасные в этом отношении вулканы должны находиться под постоянным вниманием исследователей, и признаки их готовящейся деятельности анализироваться. Особенное подозрение вызывают те вулканы, что пробуждаются после длительного периода покоя. Области, застигнутые палящими тучами, постепенно восстанавливаются. Покрывающие их поверхность бомбы и лапилли выветриваются в течение нескольких лет.

Вулканические газы. Извержение всегда сопровождается выделени­ем газов в смеси с водяными парами — смесью сернистого и серного окис­лов, сероводорода, хлористоводородной и фтористоводородной кислот в газообразном состоянии, а также углекислого и угарного газов в боль­ших концентрациях, смертельно опасных для человека. Выделение этих газов из земли может продолжаться очень долго, десятки миллионов лет после того, как вулкан пе­рестал выбрасывать лаву и пепел. Каналы, по которым поднимаются лишь газы называются фумаролами. Одна из разновидностей фумарол- сульфатары, для них типичны серосодержащие газы. Источники углекислого и угарного газа называются морфетами. Для человека они не опасны, наоборот, полезны, так как на глубине насыщают подземные воды, которые вытекают на поверхность как минеральные.

Наилучшей мерой защиты человека от газов является противогаз.

Для защиты насаждений эффективной мерой защиты от действия вулканических газов является умеренная посыпка известью. К сожалению, это дорогое удовольствие, так как дожди смывают известь, и возникает необходимость всю операцию повторять.

Важный эксперимент не только по защите от вулканических газов, но и по их использованию был проведен в Никарагуа на вулкане Масайя-Ниндири. Инженеры перекрыли выходы газов на дно кратера и по газоотводу отвели их на кромку, где планировалось поставить предприятие по производству серной кислоты. Однако дно кратера провалилось на 120 метров, и все было уничтожено. Но таким образом убрали хотя бы остатки кратера, чем приостановили выход газов. В течение 20 лет это удавалось, но в 1947 году газы нашли новый выход к поверхности. Совсем недавно было предложено соорудить 20-метровую трубку, которая выводила бы газы высоко в атмосферу.

Высказывались предложения взорвать в кратере атомную бомбу. Этот проект, конечно, принят не был. Вместо этого в кратер сбросили две обычные бомбы, но без заметных последствий.

Вот только некоторые примеры вулканических извержений и их последствий.

79 г. до н.э. – Италия. Извержение вулкана Везувий привело к гибели городов Помпея, Геркуланум, Стабия. Люди умирали под слоем раскаленной лавы, пепла, грязи, они поражались камнями, отравлялись ядовитыми газами, погибали под обломками падающих зданий. В этой катастрофе погибло 10 тыс. человек. После этого Везувий «просыпался» еще более 50 раз.

12 век – при катастрофических извержениях вулканов Этна и Гекла выбросы вулканической массы достигали стратосферы. Произошедшее затем двухлетнее похолодание повлекло за собой массовые неурожаи, гибель от голода 30% населения Европы.

1669 год. Самое мощное извержение самого большого и активного вулкана Европы Этна. Вулкан выбрасывал и разбрасывал на многие километры гигантские «вулканические бомбы». Г. Катания (на расстоянии 30 км) был залит лавой. Погибло около 100тыс. человек. Разрушено 50 городов и 300 селений. Всего память хранит 140 извержений вулкана Этна.

1672 год Индонезия. Остров Ява. Извержение вулкана Мерапи привело к гибели 3 тыс. человек. 9 рек изменили свои русла, ландшафт местности стал неузнаваем. 17 веков он «дышит» и извергается, в среднем 1 раз в 5-10 лет взрывается. Ежегодно выбрасывает около 1.5 млн. куб. м камней. Во время извержения до 5 млн. куб. м камней в сутки.

1883г. Индонезия Вулкан Кракатау самое сильное из известных извержение. Ударные волны обогнули Землю несколько раз. Черная туча пепла и газов поднялась на высоту 75 км. Пепел покрыл 800 тыс кв.км. объем выброса составил 18-70 куб км. Разбудил к жизни еще 15 вулканов. Гигантские волны цунами высотой от 15 до 30м смыли 295 городов и селений. Погибло более 30 тыс. человек.

1985 год. Колумбия. Извержение вулкана Руиса вызвало таяние «ледовой шапки» и снега на его вершине. Селевые потоки снесли г. Амеро и несколько селений. Погибло 40 тыс. человек.

2002 год. Конго. В процессе извержения вулкана Ньирагонго на 85% разрушен г. Гомо. Погибло 45 тыс. чел. 350 тыс. человек вынуждены покинуть места своего постоянного проживания.