Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из Пепла (вулканический) )
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Пепельное облако» перенаправляется сюда. Для общей темы см. Ясень . Для использования в других целях, см Ясень (значения) .
Вулканический пепел вытягивается вытянутым веером по мере того, как рассеивается в атмосфере.
Облако пепла от извержения вулкана Чайтен в Чили в 2008 году , простирающееся через Патагонию от Тихого до Атлантического океана .
Пепельный шлейф над Эйяфьятлайокудль 17 апреля 2010 года.
Отложения вулканического пепла на припаркованном McDonnell-Douglas DC-10-30 во время извержения горы Пинатубо в 1991 году , в результате чего самолет упал на хвост. Хотя падающий пепел ведет себя аналогично снегу , большой вес отложений может нанести серьезный ущерб зданиям и транспортным средствам, как показано здесь, где отложения могли вызвать смещение центра тяжести 120-тонного авиалайнера.

Вулканический пепел состоит из фрагментов горных пород, минералов и вулканического стекла , образовавшихся во время извержений вулканов и имеющих диаметр менее 2 мм (0,079 дюйма). [1] Термин вулканический пепел также часто используется для обозначения всех продуктов взрывного извержения (правильно называемых тефрой ), включая частицы размером более 2 мм. Вулканический пепел образуется во время взрывных извержений вулканов при растворении газов в магме.расширяться и стремительно ускользать в атмосферу. Сила газов разбивает магму и выталкивает ее в атмосферу, где она превращается в осколки вулканической породы и стекла. Пепел также образуется, когда магма вступает в контакт с водой во время фреатомагматических извержений , в результате чего вода взрывается , превращаясь в пар, что приводит к разрушению магмы. Попадая в воздух, пепел переносится ветром на тысячи километров.

Из-за своего широкого распространения зола может оказывать ряд воздействий на общество, включая здоровье животных и людей, нарушение работы авиации, нарушение работы критически важной инфраструктуры (например, систем электроснабжения, телекоммуникаций, сетей водоснабжения и канализации, транспорта), основные отрасли промышленности (например, сельское хозяйство), здания и сооружения.

Формирование [ править ]

Вулканический пепел возрастом 454 миллиона лет между слоями известняка в катакомбах Морской крепости Петра Великого в Эстонии недалеко от Лаагри . Это остатки одного из самых старых сохранившихся крупных извержений . Диаметр черной крышки объектива камеры составляет 58 мм (2,3 дюйма).

Вулканический пепел образуется во время взрывных извержений вулканов, фреатомагматических извержений и при переносе токов пирокластической плотности.

Взрывные извержения происходят , когда магма распаковывает , как он поднимается, позволяя растворенные летучие вещества (доминантна водой и углекислый газа ) к exsolve в газовые пузырьки. [2] По мере зарождения большего количества пузырьков образуется пена, которая снижает плотность магмы, ускоряя ее вверх по каналу. Фрагментация происходит, когда пузырьки занимают ~ 70–80 об.% Извергающейся смеси. [3] Когда происходит фрагментация, сильно расширяющиеся пузыри разрывают магму на фрагменты, которые выбрасываются в атмосферу.где они затвердевают в частицы золы. Фрагментация - это очень эффективный процесс образования золы, при котором даже без добавления воды образуется очень мелкая зола. [4]

Вулканический пепел также образуется во время фреатомагматических извержений. Во время этих извержений фрагментация происходит, когда магма вступает в контакт с водоемами (такими как море, озера и болота), грунтовыми водами, снегом или льдом. Когда магма, которая значительно горячее точки кипения воды, вступает в контакт с водой, образуется изолирующая паровая пленка ( эффект Лейденфроста ). [5] В конце концов, эта паровая пленка схлопнется, что приведет к прямому взаимодействию холодной воды и горячей магмы. Это увеличивает теплопередачу, что приводит к быстрому расширению воды и фрагментации магмы на мелкие частицы, которые впоследствии выбрасываются из вулканического жерла. Фрагментация вызывает увеличение площади контакта между магмой и водой, создавая механизм обратной связи [5] что приводит к дальнейшему дроблению и образованию мелких частиц золы.

Токи пирокластической плотности также могут образовывать частицы золы. Обычно они возникают в результате обрушения купола лавы или обрушения колонны извержения . [6] Внутри токов пирокластической плотности происходит истирание частиц, когда частицы взаимодействуют друг с другом, что приводит к уменьшению размера зерен и образованию мелкозернистых частиц золы. Кроме того, зола может образовываться во время вторичного дробления фрагментов пемзы из-за сохранения тепла в потоке. [7] Эти процессы производят большие количества очень мелкозернистой золы, которая удаляется из токов пирокластической плотности в шлейфах ко-игнимбритового пепла.

Физические и химические характеристики вулканического пепла в первую очередь зависят от типа извержения вулкана. [8] Вулканы демонстрируют ряд стилей извержений, которые контролируются химическим составом магмы, содержанием кристаллов, температурой и растворенными газами извергающейся магмы и могут быть классифицированы с использованием индекса вулканической взрывоопасности (VEI) . Эффузивные извержения (VEI 1) базальтового состава дают <10 5 м 3 выбросов, тогда как чрезвычайно эксплозивные извержения (VEI 5+) риолитового и дацитового состава могут приводить к выбросам больших количеств (> 10 9 м 3).) выброса в атмосферу. Еще одним параметром, контролирующим количество образующегося пепла, является продолжительность извержения: чем дольше длится извержение, тем больше пепла будет образовываться. Например, вторая фаза извержений вулкана Эйяфьядлайокудль в 2010 году была классифицирована как VEI 4, несмотря на скромную колонну извержения высотой 8 км, но извержение продолжалось в течение месяца, что позволило выбросить в атмосферу большой объем пепла.

Свойства [ править ]

Химическая [ править ]

Типы минералов, присутствующих в вулканическом пепле, зависят от химического состава магмы, из которой он произошел. Учитывая, что наиболее распространенными элементами, обнаруженными в силикатной магме, являются кремний и кислород , различные типы магмы (и, следовательно, пепел), образующиеся во время извержений вулканов, чаще всего объясняются содержанием в них кремнезема. Низкоэнергетические извержения базальта дают характерный темный пепел, содержащий ~ 45–55% кремнезема, который обычно богат железом (Fe) и магнием (Mg). Наиболее взрывные извержения риолитов производят фельзическиезола с высоким содержанием кремнезема (> 69%), в то время как другие типы золы с промежуточным составом (например, андезит или дацит ) имеют содержание кремнезема между 55–69%.

Основные газы , выделяющиеся во время вулканической активности являются вода , диоксид углерода , диоксид серы , водорода , сероводорода , окиси углерода и хлористого водорода . [9] Эти серные и галогеновые газы и металлы удаляются из атмосферы в результате химической реакции, сухого и влажного осаждения, а также путем адсорбции на поверхности вулканического пепла.

Давно признано, что ряд сульфатных и галогенидных (в основном хлоридных и фторидных ) соединений легко выделяется из свежего вулканического пепла; [10] [11] [12] Считается наиболее вероятным, что эти соли образуются в результате быстрого кислотного растворения частиц золы в шлейфах извержения , которые, как полагают, поставляют катионы, участвующие в отложении сульфатных и галогенидных солей .

В то время как некоторые ионные 55 видов были представлены в свежей золы щелочами , [9] наиболее массовых видов , как правило , найдены являются катионы Na + , К + , Са 2+ и Mg 2+ и анионы Cl - , F - и SO 4 2 - . [9] [12] Молярные соотношения между ионами, присутствующими в продуктах выщелачивания, позволяют предположить, что во многих случаях эти элементы присутствуют в виде простых солей, таких как NaCl и CaSO 4 . [9] [13] [14][15] В последовательном выщелачивании эксперимент по золе от 1980 извержение вулкана Сент - Хеленс , хлоридные соли были признаны наиболее легко растворим,последующим сульфатных солей [13] Фтор соединения находятся в общем только труднорастворимого (например, CaF 2 , MgF 2 ), за исключением фторидных солей щелочных металлов и таких соединений, как гексафторсиликат кальция (CaSiF 6 ). [16] рН свежей золы фильтрата сильно варьирует,зависимости от присутствия кислотного газового конденсата (первую очередькак следствие газовSO 2 , HCl и HF в шлейфе извержения) на поверхности пепла.

Кристаллического твердого вещества структура солей действовать больше как изолятор , чем проводник . [17] [18] [19] [20] Однако, как только соли растворяются в растворе из-за источника влаги (например, тумана, тумана, небольшого дождя и т. Д.), Зола может стать коррозионной и электропроводной. Недавнее исследование показало, что электропроводность вулканического пепла увеличивается с (1) увеличением содержания влаги, (2) увеличением содержания растворимой соли и (3) увеличением уплотнения (насыпной плотности). [20] Способность вулканического пепла проводить электрический ток имеет большое значение для систем электроснабжения.

Физический [ править ]

Компоненты [ править ]

Частица вулканического пепла с горы Сент-Хеленс .

Частицы вулканического пепла, извергнутые во время магматических извержений, состоят из различных фракций стекловидных (стеклообразных, некристаллических), кристаллических или литических (немагматических) частиц. Пепел, образующийся во время магматических извержений с низкой вязкостью (например, гавайских и стромболианских извержений базальтов), производит ряд различных пирокластов в зависимости от процесса извержения. Например, пепел, собранный из гавайских лавовых фонтанов, состоит из сидеромелановых (светло-коричневое базальтовое стекло) пирокластов, которые содержат микролиты (маленькие кристаллы закалки, не путать с редким минеральным микролитом ) и вкрапленники.. Чуть более вязкие извержения базальта (например, стромболианский) образуют множество пирокластов от нерегулярных капель сидеромелана до глыбовых тахилита (микрокристаллические пирокласты от черного до темно-коричневого цвета). Напротив, большая часть золы с высоким содержанием кремнезема (например, риолит) состоит из измельченных продуктов пемзы (стекловидные осколки), отдельных вкрапленников (фракция кристаллов) и некоторых литических фрагментов ( ксенолитов ). [21]

Пепел, образующийся во время фреатических извержений, в основном состоит из гидротермально измененных каменных и минеральных фрагментов, обычно в глинистой матрице. Поверхности частиц часто покрывают агрегатов из цеолитных кристаллов или глины , и только реликтовой текстур остаются для идентификации pyroclast типов. [21]

Морфология [ править ]

Изображение пепла от извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году в Вашингтоне, полученное с помощью светового микроскопа.

Морфология (форма) вулканического пепла контролируется множеством различных извержений и кинематических процессов. [21] [22] Извержения магм с низкой вязкостью (например, базальта) обычно образуют частицы в форме капель. Эта форма капель частично определяется поверхностным натяжением , ускорением капель после того, как они покидают вентиляционное отверстие, и трением воздуха. Формы варьируются от идеальных сфер до разнообразных скрученных, удлиненных капель с гладкими плавными поверхностями. [22]

Морфология пепла от извержений высоковязких магм (например, риолита, дацита и некоторых андезитов) в основном зависит от формы пузырьков в поднимающейся магме перед распадом. Пузырьки образуются в результате расширения магматического газа до того, как магма затвердеет. Частицы золы могут иметь различную степень везикулярности, а везикулярные частицы могут иметь чрезвычайно высокое отношение площади поверхности к объему. [21] Вогнутости, впадины и трубки, наблюдаемые на поверхности зерен, являются результатом сломанных стенок пузырьков. [22]Частицы витричного пепла от извержений высоковязкой магмы обычно представляют собой угловатые, везикулярно-пемзовые фрагменты или тонкие фрагменты стенок пузырьков, в то время как каменные фрагменты в вулканическом пепле обычно равны или имеют угловатую форму. Каменная морфология в золе обычно определяется механическими свойствами вмещающей породы, разрушенной в результате скалывания или взрывного расширения газов в магме, когда она достигает поверхности.

Морфология частиц пепла от фреатомагматических извержений контролируется напряжениями в охлажденной магме, которые приводят к фрагментации стекла с образованием небольших блоковых или пирамидальных частиц стеклянного пепла. [21] Форма и плотность пузырьков играют лишь незначительную роль в определении формы зерен при фреатомагматических извержениях. При таком извержении поднимающаяся магма быстро охлаждается при контакте с грунтовой или поверхностной водой. Напряжения в «закаленной» магме вызывают фрагментацию пирокластов на пять преобладающих типов формы: (1) блочные и равные; (2) везикулярная и неправильная форма с гладкими поверхностями; (3) мохообразные и извитые; (4) сферической или каплевидной формы; и (5) пластинчатый.

Плотность [ править ]

Плотность отдельных частиц варьируется в зависимости от извержения. Плотность вулканического пепла колеблется в пределах 700–1200 кг / м 3 для пемзы, 2350–2450 кг / м 3 для осколков стекла, 2700–3300 кг / м 3 для кристаллов и 2600–3200 кг / м 3 для каменных частиц. [23] Поскольку более крупные и более плотные частицы осаждаются близко к источнику, мелкие осколки стекла и пемзы относительно обогащаются отложениями золы в отдаленных местах. [24] Высокая плотность и твердость (~ 5 по шкале твердости Мооса ) вместе с высокой степенью угловатости делают некоторые типы вулканического пепла (особенно с высоким содержанием кремнезема) очень абразивными.

Размер зерна [ править ]

Гранулометрический состав вулканического пепла.

Вулканический пепел состоит из частиц (пирокластов) диаметром <2 мм (частицы> 2 мм классифицируются как лапилли) [1] и могут иметь размер до 1 мкм. [8] Общий гранулометрический состав золы может сильно различаться в зависимости от состава магмы. Было сделано несколько попыток сопоставить характеристики размера зерен осадка с характеристиками события, которое его вызвало, хотя можно сделать некоторые прогнозы. Риолитовые магмы обычно производят более мелкозернистый материал по сравнению с базальтовыми магмами из-за более высокой вязкости и, следовательно, взрывоопасности. Доля мелкодисперсного пепла выше для кремнистых взрывных извержений, вероятно, потому, что размер пузырьков в предэруптивной магме меньше, чем в основных магмах. [1]Имеются убедительные доказательства того, что пирокластические потоки образуют большое количество мелкого пепла путем объединения, и вполне вероятно, что этот процесс также происходит внутри вулканических каналов и будет наиболее эффективным, когда поверхность фрагментации магмы находится значительно ниже вершинного кратера. [1]

Распространение [ править ]

Пепельный шлейф, поднимающийся с горы Редут после извержения 21 апреля 1990 года.
Пепельный шлейф с горы Кливленд , стратовулкана на Алеутских островах .

Частицы золы попадают в эруптивные колонны по мере того, как они выбрасываются из вентиляционного отверстия с высокой скоростью. Начальный импульс от извержения толкает колонну вверх. По мере того, как воздух втягивается в колонну, объемная плотность уменьшается, и он начинает плавно подниматься в атмосферу. [6] В точке, где объемная плотность столба такая же, как в окружающей атмосфере, столб перестанет подниматься и начнет двигаться вбок. Боковое рассеивание контролируется преобладающими ветрами, и пепел может осаждаться от сотен до тысяч километров от вулкана, в зависимости от высоты извержения, размера частиц пепла и климатических условий (особенно направления ветра, его силы и влажности). [25]

Пепельный шлейф и выпадение пепла на горе Пэган , май 1994 г.

Выпадение пепла происходит сразу после извержения и контролируется плотностью частиц. Вначале вблизи источника выпадают крупные частицы. За этим следует выпадение аккреционных лапилли , которое является результатом агломерации частиц внутри колонны. [26] Пепельные осадки менее концентрированы на заключительных этапах, поскольку колонна движется по ветру. Это приводит к образованию отложений пепла, которые обычно экспоненциально уменьшаются по толщине и размеру зерна с увеличением расстояния от вулкана. [27] Мелкие частицы пепла могут оставаться в атмосфере от нескольких дней до недель и разноситься высокогорными ветрами. Эти частицы могут воздействовать на авиационную промышленность (см. Раздел о воздействиях) и в сочетании с частицами газа могут влиять на глобальный климат.

Шлейфы вулканического пепла могут образовываться выше токов пирокластической плотности, они называются шлейфами ко-игнимбритов. По мере того как потоки пирокластической плотности перемещаются от вулкана, более мелкие частицы удаляются из потока за счет отмучивания и образуют менее плотную зону, перекрывающую основной поток. Затем эта зона увлекает окружающий воздух, и образуется плавучий шлейф ко-игнимбрита. Эти шлейфы, как правило, имеют более высокие концентрации мелких частиц пепла по сравнению с шлейфами магматических извержений из-за абразивного истирания в пределах течения пирокластической плотности. [1]

Воздействие [ править ]

Введение [ править ]

Рост населения привел к постепенному проникновению городской застройки в районы повышенного риска, ближе к вулканическим центрам, что увеличило подверженность человека явлениям падения вулканического пепла.

Инфраструктура имеет решающее значение для поддержки современного общества, особенно в городских районах, где высокая плотность населения создает высокий спрос на услуги. Эти инфраструктурные сети и системы поддерживают жизнь в городах и предоставляют жизненно важные услуги, от которых мы зависим в отношении нашего здоровья , образования , транспорта и социальных сетей. Инфраструктурные сети и услуги поддерживают множество объектов в широком диапазоне секторов. [28]

Падения вулканического пепла могут нарушить и / или повредить инфраструктуру, от которой зависит общество. Несколько недавних извержений показали уязвимость городских районов, которые получили всего несколько миллиметров или сантиметров вулканического пепла. [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] Этого было достаточно, чтобы вызвать перебои с транспортом, электричеством , водоснабжением , канализацией и ливневой водой.системы. Затраты были понесены в связи с остановкой бизнеса, заменой поврежденных деталей и застрахованными убытками. Воздействие пепла на критически важную инфраструктуру также может вызвать множественные побочные эффекты, которые могут нарушить работу многих различных секторов и услуг.

Падение вулканического пепла разрушительно с физической, социальной и экономической точек зрения. Вулканический пепел может поражать как ближайшие районы, так и районы, находящиеся за много сотен километров от источника, и вызывать сбои и убытки в самых разных секторах инфраструктуры. Воздействие зависит от: толщины пеплопада; продолжительность пеплопада; крупность и химический состав золы; влажный или сухой зола; а также любые меры по обеспечению готовности , управлению и предотвращению (смягчению), применяемые для уменьшения воздействия пеплопада. Различные секторы инфраструктуры и общества страдают по-разному и уязвимы перед целым рядом воздействий или последствий. Они обсуждаются в следующих разделах.

Секторы инфраструктуры [ править ]

Электричество [ править ]

Пробой электрического изолятора из-за загрязнения вулканическим пеплом.

Вулканический пепел может вызвать нарушение работы систем электроснабжения на всех уровнях выработки, преобразования, передачи и распределения электроэнергии. Есть четыре основных воздействия, возникающих в результате загрязнения золой оборудования, используемого в процессе подачи энергии: [36]

  • Влажные отложения золы на изоляторах высокого напряжения могут вызвать ток утечки (небольшой ток, протекающий через поверхность изолятора), который, если достигается достаточный ток, может вызвать `` пробой '' (непреднамеренный электрический разряд вокруг или над поверхностью изоляционного материала). материал).

Если результирующий ток короткого замыкания достаточно высок, чтобы сработать автоматический выключатель , произойдет прерывание работы. Вызванный золой пробой изоляции трансформатора (вводов) может привести к непоправимому возгоранию, травлению или растрескиванию изоляции и, скорее всего, к нарушению подачи электроэнергии.

  • Вулканический пепел может разрушать, разъедать и размывать металлические устройства, особенно движущиеся части, такие как водяные и ветряные турбины и охлаждающие вентиляторы на трансформаторах или тепловых электростанциях.
  • Высокая насыпная плотность некоторых отложений золы может вызвать обрыв линии и повреждение стальных опор и деревянных опор из-за нагрузки золой. Это наиболее опасно, когда зола и / или линии и конструкции мокрые (например, из-за дождя) и выпало ≥10 мм золы. Мелкозернистый пепел (например, диаметром <0,5 мм) легче всего прилипает к линиям и структурам. Вулканический пепел также может нагружать нависающую растительность, заставляя ее падать на линии. Накопление снега и льда на линиях и нависающей растительности дополнительно увеличивает риск поломки и / или обрушения линий и другого оборудования.
  • Контролируемые отключения уязвимых точек подключения (например, подстанций ) или цепей до тех пор, пока не утихнет пеплопад, или для очистки оборудования без напряжения.

Питьевая вода [ править ]

После извержения у населения очень часто возникают опасения по поводу химического загрязнения источников воды. Однако в целом физические воздействия пеплопада будут иметь тенденцию преодолевать проблемы, вызванные выбросом химических загрязнителей из свежего вулканического пепла. Воздействие зависит от типа системы очистки.

Большие водоочистные сооружения [ править ]
Водяная турбина Агоянской гидроэлектростанции подверглась эрозии водой, содержащей вулканический пепел.

Системы, питаемые грунтовыми водами, устойчивы к ударам от пеплопадов, хотя переносимая по воздуху зола может мешать работе устьевых насосов. Отключение электричества, вызванное пеплопадом, также может нарушить работу насосов с электроприводом, если нет резервной генерации.

Для поверхностных источников воды, таких как озера и водохранилища, объем, доступный для разбавления ионных частиц, выщелачиваемых из золы, обычно велик. Наиболее распространенные компоненты продуктов выщелачивания золы (Ca, Na, Mg, K, Cl, F и SO 4 ) естественным образом встречаются в значительных концентрациях в большинстве поверхностных вод и, следовательно, не подвержены значительному влиянию выбросов вулканического пепла, а также не вызывают особого беспокойства. в питьевой воде, за исключением, возможно, фтора . Элементы железо , марганец и алюминийобычно превышают фоновые уровни из-за выпадения вулканического пепла. Эти элементы могут придавать воде металлический привкус и вызывать появление красных, коричневых или черных пятен на белой посуде, но не считаются опасными для здоровья. Известно, что выпадение вулканического пепла не вызвало проблем с водоснабжением токсичных микроэлементов, таких как ртуть (Hg) и свинец (Pb), которые присутствуют в очень низких концентрациях в продуктах выщелачивания золы.

Следует также отметить, что очистка питьевой воды обычно включает добавление химикатов, таких как сульфат алюминия или хлорид железа, в качестве флокулянтов , известь для регулирования pH, хлор для дезинфекции и фторидные соединения для здоровья зубов.

Физические воздействия пеплопада могут повлиять на работу водоочистных сооружений. Зола может блокировать всасывающие конструкции, вызывать серьезные абразивные повреждения рабочих колес насосов и перегрузку двигателей насосов. Многие водоочистные сооружения имеют начальную стадию коагуляции / флокуляции, которая автоматически регулируется в соответствии с мутностью (уровень взвешенных твердых частиц, измеряемый в нефелометрических единицах мутности.) в поступающей воде. В большинстве случаев изменения мутности, вызванные взвешенными частицами золы, будут в пределах нормального рабочего диапазона установки, и их можно удовлетворительно контролировать, регулируя добавление коагулянта. Выпадение пепла с большей вероятностью вызовет проблемы для установок, которые не предназначены для работы с высокими уровнями мутности и в которых может отсутствовать обработка коагуляцией / флокуляцией. Зола может попадать в системы фильтрации, такие как открытые песчаные фильтры, как путем прямого выпадения осадков, так и через водозаборники. В большинстве случаев потребуется усиленное техническое обслуживание, чтобы справиться с последствиями пеплопада, но перерывов в обслуживании не будет.

Заключительным этапом очистки питьевой воды является дезинфекция, чтобы гарантировать, что конечная питьевая вода не содержит инфекционных микроорганизмов. Поскольку взвешенные частицы (помутнение) могут служить субстратом для роста микроорганизмов и защищать их от дезинфекционной обработки, чрезвычайно важно, чтобы в процессе очистки воды был достигнут хороший уровень удаления взвешенных частиц.

Малые лечебные системы [ править ]

Многие небольшие общины получают питьевую воду из различных источников (озера, ручьи, родники и колодцы с грунтовыми водами). Уровни очистки широко варьируются: от элементарных систем с грубым просеиванием или отстаиванием с последующей дезинфекцией (обычно хлорированием) до более сложных систем, использующих стадию фильтрации. Если не используется высококачественный источник, такой как безопасные грунтовые воды, дезинфекция сама по себе вряд ли гарантирует безопасность питьевой воды от простейших, таких как Giardia и Cryptosporidium , которые относительно устойчивы к стандартным дезинфицирующим средствам и требуют дополнительных этапов удаления, таких как фильтрация.

Вулканический пепел, вероятно, окажет серьезное воздействие на эти системы. Зола забивает водозаборные конструкции, вызывает абразивное повреждение насосов и блокирующих труб, отстойников и открытых фильтров. Высокий уровень мутности с большой вероятностью может помешать дезинфекционной обработке, и, возможно, придется скорректировать дозу для компенсации. Очень важно контролировать остаточный хлор в системе распределения.

Источники питания с дождевой водой [ править ]

Многие домохозяйства и некоторые небольшие общины полагаются на дождевую воду в качестве источника питьевой воды. Кровельные системы очень уязвимы к загрязнению пеплопадом, так как они имеют большую площадь поверхности по сравнению с объемом резервуара для хранения. В этих случаях вымывание химических загрязнителей из пеплопада может стать опасным для здоровья, и пить воду не рекомендуется. Перед пеплопадом следует отсоединить водосточные трубы, чтобы вода в баке была защищена. Еще одна проблема заключается в том, что поверхностное покрытие свежего вулканического пепла может быть кислым. В отличие от большинства поверхностных вод, дождевая вода обычно имеет очень низкую щелочность (способность нейтрализовать кислоту), и поэтому пеплопад может подкислять воду в резервуарах. Это может привести к проблемам с отвесной платежеспособностью., в результате чего вода более агрессивна по отношению к материалам, с которыми она соприкасается. Это может быть особой проблемой, если на крыше используются гвозди со свинцовым наконечником или свинцовый фартук, а также для медных труб и другой металлической сантехнической арматуры.

Спрос на воду [ править ]

Во время пеплопадов обычно предъявляются большие требования к водным ресурсам для очистки, что может привести к их нехватке. Нехватка ставит под угрозу ключевые услуги, такие как пожаротушение, и может привести к нехватке воды для гигиены, санитарии и питья. Муниципальным властям необходимо тщательно контролировать и регулировать эту потребность в воде, и, возможно, потребуется посоветовать населению использовать методы очистки, не использующие воду (например, уборка с помощью веников, а не шлангов).

Очистка сточных вод [ править ]

Сети сточных вод могут быть повреждены, как и сети водоснабжения. Исключить золу из канализации очень сложно. Наиболее подвержены риску системы с совмещенными линиями ливневой канализации и канализации. Пепел попадет в канализационные трубы, где есть приток / инфильтрация ливневой воды через незаконные соединения (например, из водосточных труб с крыши), поперечные соединения, вокруг крышек люков или через отверстия и трещины в канализационных трубах.

Зольные сточные воды, попадающие на очистные сооружения, могут вызвать отказ механического оборудования предварительной очистки, такого как ступенчатые или вращающиеся сита. Зола, которая проникает дальше в систему, оседает и снижает мощность биологических реакторов, а также увеличивает объем ила и изменяет его состав.

Самолет [ править ]

Основная статья: Вулканический пепел и авиационная безопасность

Основным повреждением самолета, летящего в облако вулканического пепла, является истирание обращенных вперед поверхностей, таких как лобовое стекло и передние кромки крыльев, и накопление пепла в отверстиях на поверхности, включая двигатели. Истирание лобовых стекол и посадочных фар снижает видимость, заставляя пилотов полагаться на свои приборы. Однако некоторые инструменты могут давать неправильные показания, поскольку датчики (например, трубки Пито ) могут забиваться золой. Попадание золы в двигатели вызывает абразивное повреждение лопастей вентилятора компрессора. Зола разъедает острые лопатки компрессора, снижая его эффективность. Зола плавится в камере сгорания, образуя расплавленное стекло. Затем зола затвердевает на лопатках турбины, блокируя поток воздуха и вызывая остановку двигателя.

Состав большей части золы таков, что ее температура плавления находится в пределах рабочей температуры (> 1000 ° C) современных больших реактивных двигателей . [37] Степень удара зависит от концентрации пепла в шлейфе, продолжительности времени, в течение которого самолет находится в шлейфе, и действий, предпринятых пилотами. Важно отметить, что плавление золы, особенно вулканического стекла, может привести к накоплению повторно затвердевшей золы на направляющих лопатках сопла турбины, что приведет к остановке компрессора и полной потере тяги двигателя. [38]Стандартная процедура системы управления двигателем при обнаружении возможной остановки двигателя заключается в увеличении мощности, что усугубляет проблему. Пилотам рекомендуется снизить мощность двигателя и быстро выйти из облака, выполнив разворот на 180 ° с понижением. [38] Вулканические газы, которые присутствуют в облаках пепла, также могут вызывать повреждение двигателей и акриловых лобовых стекол, хотя это повреждение может не проявляться в течение многих лет.

Происшествие [ править ]

Известно много случаев повреждения реактивного самолета в результате попадания пепла. С 24 июня 1982 года British Airways Boeing 747-236B ( Flight 9 ) пролетел через облако пепла от извержения горы Галунггунг , Индонезии , в результате отказа всех четырех двигателей. Самолет снизился на 24 000 футов (7 300 м) за 16 минут до перезапуска двигателей, что позволило ему совершить аварийную посадку. 15 декабря 1989 года самолет KLM Boeing 747-400 ( рейс 867 ) также потерял мощность всех четырех двигателей после полета в облако пепла с горы Редут , Аляска.. После падения на 14 700 футов (4500 м) за четыре минуты двигатели были запущены всего за 1-2 минуты до удара. Общий ущерб составил 80 миллионов долларов США, а ремонт самолета занял 3 месяца. [37] В 1990-х годах коммерческие самолеты (некоторые в воздухе, другие на земле) понесли еще 100 миллионов долларов ущерба в результате извержения горы Пинатубо на Филиппинах в 1991 году . [37]

В апреле 2010 года было затронуто воздушное пространство по всей Европе , многие полеты были отменены, что было беспрецедентно, из-за присутствия вулканического пепла в верхних слоях атмосферы в результате извержения исландского вулкана Эйяфьятлайокудль . [39] 15 апреля 2010 года финские военно-воздушные силы прекратили тренировочные полеты, когда были обнаружены повреждения в результате попадания вулканической пыли в двигатели одного из истребителей Boeing F-18 Hornet . [40] 22 апреля 2010 года тренировочные полеты британских ВВС Великобритании « Тайфун» также были временно приостановлены после того, как в двигателях самолета были обнаружены отложения вулканического пепла. [41]В июне 2011 года аналогичное закрытие воздушного пространства произошло в Чили, Аргентине, Бразилии, Австралии и Новой Зеландии после извержения вулкана Пуйеуэ-Кордон Каулле , Чили .

Обнаружение [ править ]
Охват девяти VAAC по всему миру
Прибор AVOID, установленный на фюзеляже испытательного самолета AIRBUS A340.

Облака вулканического пепла очень трудно обнаружить с самолета, поскольку в кабине экипажа нет приборов для их обнаружения. Тем не менее, новая система, называемая инфракрасным детектором воздушных вулканических объектов (AVOID), была недавно разработана доктором Фредом Прата [42] во время работы в CSIRO Australia [43] и Норвежском институте исследований воздуха , которая позволит пилотам обнаруживать облака пепла. до 60 км (37 миль) вперед и безопасно облетайте их. [44] В системе используются две инфракрасные камеры с быстрой выборкой, установленные на передней поверхности и настроенные на обнаружение вулканического пепла. Эта система может определять концентрации золы от <1 мг / м 3 до> 50 мг / м 3 , предупреждая пилотов примерно за 7–10 минут.[44] Камера была проверена [45] [46] по EasyJet авиакомпании, [47] AIRBUS и Nicarnica авиации (соучредителем др Фред Прата). Результаты показали, что система может работать на расстояниях от ~ 60 км и до 10 000 футов [48], но не выше без некоторых значительных модификаций.

Кроме того, для обнаружения облаков пепла можно использовать наземные и спутниковые изображения, радар и лидар . Эта информация передается между метеорологическими агентствами, вулканическими обсерваториями и авиакомпаниями через Консультативные центры по вулканическому пеплу (VAAC) . Существует по одному VAAC для каждого из девяти регионов мира. VAAC могут выпускать рекомендации с описанием нынешних и будущих размеров облака пепла.

Системы аэропорта [ править ]

Вулканический пепел не только влияет на работу в полете, но также может влиять на работу наземных аэропортов. Небольшие скопления пепла могут ухудшить видимость, создать скользкие взлетно-посадочные полосы и рулежные дорожки, проникнуть в коммуникационные и электрические системы, нарушить работу наземных служб, повредить здания и припаркованные самолеты. [49] Накопление золы размером более нескольких миллиметров требует удаления, прежде чем аэропорты смогут возобновить полноценную работу. Пепел не исчезает (в отличие от снегопадов), и его необходимо утилизировать таким образом, чтобы предотвратить его повторное скопление ветром и самолетом.

Наземный транспорт [ править ]

Пепел может нарушить работу транспортных систем на больших территориях от часов до дней, включая дороги и транспортные средства, железные дороги, порты и судоходство. Падающий пепел ухудшает видимость, что может затруднить и сделать вождение опасным. [23] Кроме того, быстро движущиеся автомобили поднимают пепел, создавая вздымающиеся облака, которые сохраняют постоянную опасность для видимости. Скопление золы снижает тягу, особенно на мокрой дороге, и покрывает дорожную разметку. [23] Мелкозернистая зола может проникать в отверстия в автомобилях и истирать большинство поверхностей, особенно между движущимися частями. Воздушные и масляные фильтры забиваются, что требует частой замены. Железнодорожный транспорт менее уязвим, его перебои в работе в основном вызваны ухудшением видимости. [23]

Морской транспорт также может пострадать от вулканического пепла. Падение золы блокирует воздушные и масляные фильтры и истирает любые движущиеся части при попадании в двигатель. На навигацию повлияет снижение видимости во время пеплопада. Пузырчатая зола ( пемза и шлак ) будет плавать на поверхности воды в «пемзовых плотах», которые могут быстро забить водозаборники, что приведет к перегреву оборудования. [23]

Связь [ править ]

Вулканический пепел может повлиять на сети электросвязи и вещания следующим образом: ослабление и уменьшение мощности сигнала; повреждение оборудования; и перегрузка сети по запросу пользователя. Затухание сигнала из-за вулканического пепла недостаточно хорошо задокументировано; однако поступали сообщения о нарушении связи после извержения Суртси в 1969 году и извержения горы Пинатубо в 1991 году. Исследования, проведенные базирующейся в Новой Зеландии Auckland Engineering Lifelines Group, теоретически определили, что влияние пепла на телекоммуникационные сигналы будет ограничиваться низкочастотными услугами, такими как спутниковая связь . [34]Помехи сигналов также могут быть вызваны молнией, поскольку они часто возникают в шлейфах вулканических извержений. [50]

Телекоммуникационное оборудование может быть повреждено из-за прямого падения пепла. Для большинства современного оборудования требуется постоянное охлаждение от кондиционеров . Они подвержены забиванию золой, что снижает их эффективность охлаждения. [51] Сильный пеплопад может вызвать обрушение линий связи, мачт, кабелей, антенн, антенных тарелок и башен из-за скопления пепла. Влажная зола также может вызвать ускоренную коррозию металлических компонентов. [34]

Сообщения о недавних извержениях свидетельствуют о том, что наибольшее нарушение работы сетей связи происходит из-за перегрузки из-за высокого спроса со стороны пользователей. [23] Это обычное явление для многих стихийных бедствий.

Компьютеры [ править ]

На компьютеры может воздействовать вулканический пепел, и их функциональность и удобство использования ухудшаются во время пеплопада, но маловероятно, что они полностью выйдут из строя. [52] Наиболее уязвимыми компонентами являются механические компоненты, такие как охлаждающие вентиляторы , приводы компакт-дисков , клавиатура , мыши и сенсорные панели . Эти компоненты могут забиться мелкозернистой золой, что приведет к их прекращению работы; однако большинство из них можно вернуть в рабочее состояние путем очистки сжатым воздухом. Влажная зола может вызвать короткое замыкание в настольных компьютерах; однако не повлияет на портативные компьютеры. [52]

Здания и сооружения [ править ]

Повреждение зданий и сооружений может варьироваться от полного или частичного обрушения крыши до менее катастрофического повреждения внешних и внутренних материалов. Воздействие зависит от толщины золы, влажный он или сухой, конструкции крыши и здания, а также от того, сколько золы попадает внутрь здания. Удельный вес золы может значительно варьироваться, а дождь может увеличить его на 50–100%. [8] Проблемы, связанные с загрузкой золы, аналогичны проблемам со снегом; однако зола более серьезна, так как 1) нагрузка от золы обычно намного больше, 2) зола не тает и 3) зола может забивать и повреждать желоба, особенно после дождя. Воздействие золы зависит от конструкции и конструкции здания, включая уклон крыши, строительные материалы, пролет крыши и опорную систему, а также возраст и техническое обслуживание здания. [8]Обычно плоские крыши более подвержены повреждениям и обрушению, чем крыши с крутыми скатами. Крыши из гладких материалов (листовой металл или стекло) более склонны к выпадению золы, чем крыши из грубых материалов (солома, асфальт или деревянная черепица). Обрушение крыши может привести к массовым травмам и гибели людей, а также к материальному ущербу. Например, в результате обрушения крыш из пепла во время извержения вулкана Пинатубо 15 июня 1991 года погибло около 300 человек. [53]

Здоровье человека и животных [ править ]

Известно, что взвешенные в воздухе частицы золы диаметром менее 10 мкм можно вдыхать, и люди, подвергшиеся воздействию пеплопадов, испытывали респираторный дискомфорт, затрудненное дыхание, раздражение глаз и кожи, а также симптомы носа и горла. [54] Большинство из этих эффектов являются краткосрочными и не считаются серьезным риском для здоровья людей без ранее существовавших респираторных заболеваний . [55] Воздействие вулканического пепла на здоровье зависит от размера зерен, минералогического состава и химических покрытий на поверхности частиц пепла. [55]Дополнительными факторами, связанными с потенциальными респираторными симптомами, являются частота и продолжительность воздействия, концентрация золы в воздухе и вдыхаемая фракция золы; доля золы диаметром менее 10 мкм, известная как PM 10 . Социальный контекст также может иметь значение.

Возможны хронические последствия для здоровья от выпадения вулканического пепла, поскольку известно, что воздействие свободного кристаллического кремнезема вызывает силикоз . Минералы, связанные с этим, включают кварц , кристобалит и тридимит , которые все могут присутствовать в вулканическом пепле. Эти минералы описываются как «свободный» кремнезем, поскольку SiO 2 не присоединяется к другому элементу, чтобы создать новый минерал. Однако считается , что магмы, содержащие менее 58% SiO 2 , вряд ли содержат кристаллический кремнезем. [55]

Уровни воздействия на свободный кристаллический кремнезем в золе обычно используются для характеристики риски силикоза в профессиональных исследованиях (для людей , которые работают в горнодобывающей промышленности, строительстве и других отраслях промышленности,) , так как она классифицируются как человеческий канцероген по Международному агентству по изучению по раку . Ориентировочные значения были созданы для воздействия, но с неясным обоснованием; Нормативы Великобритании для твердых частиц в воздухе (PM10) составляют 50 мкг / м 3, а нормативы США для воздействия кристаллического кремнезема - 50 мкг / м 3 . [55] Считается, что нормативы по уровням воздействия могут быть превышены в течение коротких периодов времени без значительного воздействия на здоровье населения в целом. [54]

Задокументированных случаев развития силикоза в результате воздействия вулканического пепла не зарегистрировано. Однако отсутствуют долгосрочные исследования, необходимые для оценки этих эффектов. [55]

Проглатывание золы [ править ]

Ingesting зола может быть вредной для скота , вызывая истирание зубов, а также в случаях высокого фтора содержания фтором, отравление (токсичных при уровнях> 100 мкг / г) для выпаса животных. [56] Из извержения вулкана Лаки в Исландии в 1783 году известно, что отравление фтором произошло у людей и домашнего скота в результате химического состава золы и газа, содержащих высокий уровень фтороводорода . После извержения вулкана Руапеху в Новой Зеландии в 1995/96 году две тысячи овец и ягнят умерли от флюороза во время выпаса на суше, где выпало всего 1–3 мм пепла. [56] Симптомы флюорозасреди крупного рогатого скота, подвергающегося воздействию золы, наблюдаются пятна от коричнево-желтых до зелено-черных на зубах и повышенная чувствительность к давлению в ногах и спине. [57] Проглатывание золы также может вызвать закупорку желудочно-кишечного тракта. [34] Овцы, проглотившие пепел от извержения вулкана Гудзон в Чили в 1991 году , страдали диареей и слабостью.

Другое воздействие на домашний скот [ править ]

Зола, накапливающаяся в шерсти на спине овец, может значительно прибавить в весе, что приведет к усталости и потере овец. Осадки могут стать причиной значительного бремени, так как они увеличивают вес золы. [58] Кусочки шерсти могут выпасть, и любая оставшаяся шерсть на овцах может оказаться бесполезной, поскольку плохое питание, связанное с извержениями вулканов, влияет на качество волокна. [58] Поскольку обычные пастбища и растения покрываются вулканическим пеплом во время извержения, некоторые домашние животные могут прибегать к тому, чтобы есть все, что есть под рукой, включая токсичные растения. [59] Есть сообщения о козах и овцах в Чили и Аргентине, сделавших естественные аборты в связи с извержениями вулканов. [60]

Окружающая среда и сельское хозяйство [ править ]

Вулканический пепел может оказывать пагубное воздействие на окружающую среду, которое трудно предсказать из-за большого разнообразия условий окружающей среды, существующих в зоне пеплопадов. Природные водные пути могут пострадать так же, как и городские сети водоснабжения. Пепел увеличивает мутность воды, что может уменьшить количество света, попадающего на меньшую глубину, что может препятствовать росту погруженных в воду водных растений и, следовательно, влиять на виды, которые зависят от них, такие как рыба и моллюски . Высокая мутность также может повлиять на способность жабр рыб поглощать растворенный кислород.. Также произойдет подкисление, которое снизит pH воды и повлияет на фауну и флору, живущую в окружающей среде. Загрязнение фтором произойдет, если зола будет содержать высокие концентрации фторида.

Накопление золы также повлияет на пастбища, растения и деревья, используемые в садоводстве и сельском хозяйстве . Падение тонкой золы (<20 мм) может отбить у домашнего скота возможность есть, а также может подавить транспирацию и фотосинтез, а также повлиять на рост. Может произойти увеличение продуктивности пастбищ из-за эффекта мульчирования и небольшого эффекта удобрения, как это произошло после извержений вулкана Сент-Хеленс в 1980 г. и вулкана Руапеху в 1995/96 г. [61] [62]Более тяжелые водопады полностью закопают пастбища и почву, что приведет к гибели пастбищ и стерилизации почвы из-за недостатка кислорода. Выживание растений зависит от толщины золы, химического состава золы, плотности золы, количества осадков, продолжительности захоронения и длины стеблей растений во время выпадения золы. [8] Кислый характер золы приведет к повышению уровня серы в почве и снижению pH почвы, что может снизить доступность основных минералов и изменить характеристики почвы, так что сельскохозяйственные культуры и растения не выживут. Зола также повлияет на возделываемые культуры, такие как фрукты, овощи и зерно. Зола может сжигать растения и ткани сельскохозяйственных культур, снижая качество, загрязнять урожай во время уборки урожая и повреждать растения из-за загрузки золы.

Молодые леса (деревья <2 лет) больше всего подвержены риску выпадения золы и могут быть уничтожены отложениями золы> 100 мм. [63] Падение пепла вряд ли приведет к гибели зрелых деревьев, но при сильном падении пепла (> 500 мм) пепел может сломать большие ветви. Также может произойти дефолиация деревьев, особенно если в зольном падении присутствует крупнозернистый пепел. [8]

Восстановление земель после пеплопада может быть возможным в зависимости от толщины золы. Реабилитационное лечение может включать: прямой засева депозита; перемешивание осадка с погребенным грунтом; соскабливание золы с земной поверхности; и внесение нового верхнего слоя почвы поверх золы. [34]

Взаимозависимость [ править ]

Взаимозависимость воздействия вулканического пепла от извержений Эйяфьятлайокудль 2010 г.

Критически важная инфраструктура и инфраструктурные услуги имеют жизненно важное значение для функционирования современного общества, поскольку они обеспечивают: медицинское обслуживание, охрану полиции, службы экстренной помощи и средства жизнеобеспечения, такие как водоснабжение, сточные воды, а также электрические и транспортные связи. Часто жизненно важные объекты сами зависят от таких жизненных путей для обеспечения работоспособности, что делает их уязвимыми как для прямого воздействия опасного события, так и для косвенного воздействия в результате нарушения жизненного цикла. [64]

Воздействие на линии жизни также может быть взаимозависимым . Уязвимость каждой линии жизни может зависеть от: типа опасности, пространственной плотности ее критических связей, зависимости от критических связей, подверженности повреждениям и скорости восстановления услуг, состояния ремонта или возраста, а также институциональных характеристик или собственности. [28]

Извержение вулкана Эйяфьятлайокудль в Исландии в 2010 году высветило последствия выпадения вулканического пепла в современном обществе и нашу зависимость от функциональности инфраструктурных услуг. Во время этого события авиационная отрасль понесла убытки от перебоев в работе в размере 1,5–2,5 млрд евро из-за закрытия европейского воздушного пространства на шесть дней в апреле 2010 года и последующего закрытия в мае 2010 года [65].Также известно, что выпадение пепла в результате этого события привело к потере урожая в сельском хозяйстве, убыткам в сфере туризма, разрушению дорог и мостов в Исландии (в сочетании с талой ледниковой водой) и затратам, связанным с реагированием на чрезвычайные ситуации и ликвидацией последствий. . Однако по всей Европе были дальнейшие убытки, связанные с перебоями в поездках, индустрией страхования, почтовой службой, а также импортом и экспортом в Европе и во всем мире. Эти последствия демонстрируют взаимозависимость и разнообразие воздействий одного события. [35]

Готовность, смягчение последствий и управление [ править ]

Два метода борьбы с извержением вулкана Келуд в 2014 году : подметание (вверху) и опрыскивание водой (внизу)

Готовность к пеплопаду должна включать герметизацию зданий, защиту инфраструктуры и домов, а также хранение достаточных запасов пищи и воды, чтобы продержаться до тех пор, пока пеплопад не закончится и не начнется очистка. Маски от пыли можно носить, чтобы уменьшить вдыхание пепла и смягчить любые респираторные заболевания. [54] Для защиты от раздражения глаз можно носить защитные очки.

Международный Вулканический Ashfall Воздействия Рабочая группа по IAVCEI поддерживает регулярно обновляемую базу данных воздействий и стратегий смягчающие.

Дома, осведомленность о вулканической активности и наличие планов на случай непредвиденных обстоятельств для альтернативных мест укрытия - это хорошая подготовка к пеплопаду. Это может предотвратить некоторые воздействия, связанные с падением пепла, уменьшить последствия и повысить способность человека справляться с такими явлениями. Некоторые предметы, такие как фонарик, пластиковая пленка для защиты электронного оборудования от попадания пепла и радиоприемники с батарейным питанием, чрезвычайно полезны во время пеплопадов. [8]

Защита инфраструктуры также должна быть рассмотрена в рамках готовности к чрезвычайным ситуациям. Критические объекты, которые должны оставаться в рабочем состоянии, должны быть идентифицированы, а все остальные должны быть остановлены, чтобы уменьшить ущерб. Также важно не допускать попадания золы в здания, машины и системы жизнеобеспечения (в частности, в системы водоснабжения и канализации), чтобы предотвратить некоторые повреждения, вызванные частицами золы. Окна и двери должны быть закрыты и по возможности закрыты ставнями, чтобы предотвратить попадание золы в здания.

Для информирования о предпринимаемых действиях по смягчению последствий необходимо заранее составить информационные планы. Запасные части и резервные системы должны быть на месте до событий, связанных с падением пепла, чтобы сократить перерывы в обслуживании и как можно быстрее восстановить работоспособность. Хорошая готовность также включает определение мест захоронения золы до того, как произойдет выпадение золы, чтобы избежать дальнейшего перемещения золы и помочь в очистке. [66] Защитное оборудование, такое как защита для глаз и респираторы, должно быть развернуто для команд по очистке до событий пеплопадов.

Были разработаны некоторые эффективные методы обращения с золой, включая методы очистки и устройства для очистки, а также действия по смягчению или ограничению ущерба. Последние включают закрытие таких отверстий, как воздухозаборники и водозаборники, авиационные двигатели и окна во время пеплопадов. Дороги могут быть закрыты, чтобы обеспечить очистку от пеплопадов, или могут быть введены ограничения скорости, чтобы у автомобилистов не возникли проблемы с двигателем и они не оказались в затруднительном положении после пеплопада. [67] Чтобы предотвратить дальнейшее воздействие на подземные водные системы или сети сточных вод, стоки и водопропускные трубы должны быть разблокированы, а пепел не должен попадать в систему. [66] Зола может быть увлажнена (но не насыщена) путем опрыскивания водой, чтобы предотвратить повторную мобилизацию золы и облегчить очистку.[67] Приоритетность операций по очистке важнейших объектов и координация усилий по очистке также являются хорошей практикой управления. [66] [67] [68]

Рекомендуется эвакуировать домашний скот в районы, где пеплопад может достигать 5 см и более. [69]

Почвы вулканического пепла [ править ]

Основное использование вулканического пепла - обогащение почвы. После того, как минералы, содержащиеся в золе, смываются в почву дождем или другими естественными процессами, они смешиваются с почвой, образуя слой андизола . Этот слой очень богат питательными веществами и очень хорошо подходит для использования в сельском хозяйстве; Присутствие пышных лесов на вулканических островах часто является результатом роста деревьев и их цветения в андизоле, богатом фосфором и азотом . [70] Вулканический пепел также может использоваться в качестве замены песка. [71]

См. Также [ править ]

  • Аэрозоль
  • Бентонит
  • Осаждение (физика аэрозолей)
  • Энергетически модифицированный цемент (ЭМС)
  • NOTAM
  • Римский бетон
  • Тефрохронология
  • Скопление вулканического пепла
  • Вулканический пепел и авиационная безопасность
  • Извержение вулкана

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Роуз, Висконсин; Дюрант, AJ (2009). «Мелкая зольность эксплозивных извержений». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 186 (1–2): 32–39. Bibcode : 2009JVGR..186 ... 32R . DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2009.01.010 .
  2. ^ Уилсон, TM; Стюарт, К. (2012). "Вулканический пепел". В P, Bobrowsky (ред.). Энциклопедия природных опасностей . Springer. п. 1000.
  3. ^ Кэшман, КВ ; Sturtevant, B .; Papale, P .; Навон, О. (2000). «Магматическая фрагментация». В Sigurdsson, H .; Houghton, BF; McNutt, SR; Rymer, H .; Стикс, Дж. (Ред.). Энциклопедия вулканов . Сан-Диего, США: Elsevier Inc., стр. 1417.
  4. ^ Kueppers, U .; Putz, C .; Spieler, O .; Дингвелл, ДБ (2009). «Истирание в токах пирокластической плотности: выводы из экспериментов по акробатике». Физика и химия Земли, части A / B / C . 45–46: 33–39. Bibcode : 2012PCE .... 45 ... 33K . DOI : 10.1016 / j.pce.2011.09.002 .
  5. ^ a b Зимановски, Б. (2000). «Физика фреатомагматизма. Часть 1: Физика взрыва». Terra Nostra . 6 : 515–523.
  6. ^ а б Парфитт, EA; Уилсон, Л. (2008). Основы физической вулканологии . Массачусетс, США: Blackwell Publishing. п. 256.
  7. ^ Уокер, GPL (1981). «Образование и распространение мелкого пепла в результате извержений вулканов». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 11 (1): 81–92. Bibcode : 1981JVGR ... 11 ... 81W . DOI : 10.1016 / 0377-0273 (81) 90077-9 .
  8. ^ a b c d e f g Геологическая служба США. «Вулканический пепел, на что он способен и как минимизировать ущерб» . Проверено 9 февраля 2012 года .
  9. ^ а б в г Уитхэм, CS; Oppenheimer, C .; Хорвелл, CJ (2005). «Вулканический пепел-выщелачивание: обзор и рекомендации по методам отбора проб». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 141 (3): 299–326. Bibcode : 2011BVol ... 73..223W . DOI : 10.1007 / s00445-010-0396-1 . S2CID 55252456 . 
  10. ^ Fruchter, JS; Робертсон, Делавэр; Evans, JC; Olsen, KB; Лепель Э.А.; и другие. (1980). «Пепел горы Сент-Хеленс от извержения 18 мая 1980 года: химические, физические, минералогические и биологические свойства». Наука . 209 (4461): 1116–1125. Bibcode : 1980Sci ... 209.1116F . DOI : 10.1126 / science.209.4461.1116 . PMID 17841472 . S2CID 22665086 .  
  11. ^ Delmelle, P .; Lambert, M .; Dufrêne, Y .; Герин, П .; Оскарссон, О. (2007). «Взаимодействие газа / аэрозоля-пепла в вулканических шлейфах: новые выводы из анализа поверхности мелких частиц пепла». Письма о Земле и планетах . 259 (1–2): 159–170. Bibcode : 2007E и PSL.259..159D . DOI : 10.1016 / j.epsl.2007.04.052 .
  12. ^ а б Джонс, MT; Гисласон, SR (2008). «Быстрые выбросы солей металлов и питательных веществ после отложения вулканического пепла в водную среду». Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (15): 3661–3680. Bibcode : 2008GeCoA..72.3661J . DOI : 10.1016 / j.gca.2008.05.030 .
  13. ^ а б Тейлор, ОН; Lichte, FE (1980). «Химический состав вулканического пепла горы Сент-Хеленс». Письма о геофизических исследованиях . 7 (11): 949–952. Bibcode : 1980GeoRL ... 7..949T . DOI : 10.1029 / GL007i011p00949 .
  14. ^ Смит, DB; Зелински, РА; Тейлор, HE; Сойер, МБ (1983). «Характеристики выщелачивания пепла от извержения вулкана Сент-Хеленс 18 мая 1980 г., Вашингтон». Бюллетень Volcanologique . 46 (2): 103–124. Bibcode : 1983BVol ... 46..103S . DOI : 10.1007 / bf02597580 . S2CID 134205180 . 
  15. ^ Risacher, F .; Алонсо, Х. (2001). «Геохимия продуктов выщелачивания пепла от извержения Ласкара в 1993 году на севере Чили. Влияние на переработку древних эвапоритов». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 109 (4): 319–337. Bibcode : 2001JVGR..109..319R . DOI : 10.1016 / S0377-0273 (01) 00198-6 .
  16. ^ Кронин, SJ; Шарп, Д.С. (2002). «Воздействие на здоровье окружающей среды в результате непрерывной вулканической активности в Ясуре (Танна) и Амбриме, Вануату». Журнал исследований в области гигиены окружающей среды . 12 (2): 109–123. DOI : 10.1080 / 09603120220129274 . PMID 12396528 . S2CID 2939277 .  
  17. ^ Неллис, Калифорния; Хендрикс, KW (1980). «Отчет о ходе расследования выпадений вулканического пепла с горы Сент-Хеленс». Bonneville Power Administration, лабораторный отчет ERJ-80-47 .
  18. ^ Саркинен, CF; Wiitala, JT (1981). «Исследование вулканического пепла на объектах электропередачи на северо-западе Тихого океана». IEEE Transactions по силовым устройствам и системам . 100 (5): 2278–2286. Bibcode : 1981ITPAS.100.2278S . DOI : 10.1109 / TPAS.1981.316741 . S2CID 41855034 . 
  19. ^ Bebbington, M .; Cronin, SJ; Chapman, I .; Тернер, МБ (2008). «Количественная оценка опасности выпадения вулканического пепла для инфраструктуры электроснабжения». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 177 (4): 1055–1062. Bibcode : 2008JVGR..177.1055B . DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2008.07.023 .
  20. ^ a b Wardman, JB; Уилсон, TM; Боджер, П.С.; Коул, JW; Джонстон, DM (2011). «Исследование электропроводности вулканического пепла и его влияния на высоковольтные энергосистемы». Физика и химия Земли . 45–46: 128–145. Bibcode : 2012PCE .... 45..128W . DOI : 10.1016 / j.pce.2011.09.003 .
  21. ^ a b c d e Heiken, G .; Wohletz, KH (1985). Вулканический пепел . Калифорнийский университет Press. п. 245.
  22. ^ a b c Хайкен, Г. (1972). «Морфология и петрография вулканического пепла». Бюллетень Геологического общества Америки . 83 (7): 1961–1988. Bibcode : 1972GSAB ... 83.1961H . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (1972) 83 [1961: mapova] 2.0.co; 2 .
  23. ^ Б с д е е Уилсона, ТМ; Стюарт, С .; Меч-Дэниелс, В .; Леонард, G .; Джонстон, DM; Коул, JW; Wardman, J .; Wilson, G .; Барнард, С. (2011). «Воздействие вулканического пепла на критическую инфраструктуру». Физика и химия Земли . 45–46: 5–23. DOI : 10.1016 / j.pce.2011.06.006 .
  24. ^ Шипли, S .; Сарна-Войчицки AM (1982). «Распределение, толщина и масса тефры позднего плейстоцена и голоцена из крупных вулканов на северо-западе США: предварительная оценка опасностей от вулканических выбросов для ядерных реакторов на северо-западе Тихого океана». Карта различных полевых исследований Геологической службы США MF-1435 .
  25. ^ Кэри, S .; Спаркс, RSJ (1986). «Количественные модели выпадения и распространения тефры из колонн извержения вулкана». Вестник вулканологии . 48 (2–3): 109–125. Bibcode : 1986BVol ... 48..109C . DOI : 10.1007 / BF01046546 . S2CID 128475680 . 
  26. ^ Браун, RJ; Bonadonna, C .; Дюрант, AJ (2011). «Обзор скопления вулканического пепла» (PDF) . Химия и физика Земли . 45–46: 65–78. Bibcode : 2012PCE .... 45 ... 65B . DOI : 10.1016 / j.pce.2011.11.001 .
  27. ^ Пайл, Д. (1989). «Мощность, объем и зернистость отложений тефры». Вестник вулканологии . 51 (1): 1–15. Bibcode : 1989BVol ... 51 .... 1P . DOI : 10.1007 / BF01086757 . S2CID 140635312 . 
  28. ^ a b Platt, RH (1991). «Мосты жизни; приоритет управления чрезвычайными ситуациями для Соединенных Штатов в 1990-е годы». Катастрофы . 15 (2): 172–176. DOI : 10.1111 / j.1467-7717.1991.tb00446.x .
  29. ^ Джонстон, DM; Houghton, BF; Neall, VE; Ронан, КР; Патон, Д. (2000). «Воздействие извержений на Руапеху в 1945 и 1995–1996 годах, Новая Зеландия: пример возрастающей уязвимости общества». Бюллетень GSA . 112 (5): 720–726. Bibcode : 2000GSAB..112..720J . DOI : 10.1130 / 0016-7606 (2000) 112 <720: iotare> 2.0.co; 2 .
  30. ^ Джонстон, DM; Стюарт, С .; Леонард, GS; Hoverd, J .; Thordarsson, T .; Кронин, С. (2004). «Воздействие вулканического пепла на водоснабжение в Окленде: часть I». Отчет Института геологических и ядерных наук : 25.
  31. ^ Леонард, GS; Джонстон, DM; Уильямс, S .; Коул, JW; Finnis, K .; Барнард, С. (2005). «Воздействие недавних извержений вулканов в Эквадоре и управление ими: уроки для Новой Зеландии». Отчет Института геологических и ядерных наук : 51.
  32. ^ Стюарт, C .; Джонстон, DM; Леонард, GS; Хорвелл, CJ; Thordarson, T .; Кронин, SJ (2006). «Загрязнение источников воды из-за падения вулканического пепла: обзор литературы и простое моделирование воздействия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 158 (3–4): 296–306. Bibcode : 2006JVGR..158..296S . DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2006.07.002 .
  33. ^ Уилсон, TM; Cole, J .; Стюарт, С .; Dewar, D .; Кронин, С. (2008). «Оценка долгосрочного воздействия на сельское хозяйство и инфраструктуру и восстановление после извержения вулкана Гудзон в 1991 году, Чили». Кентерберийский университет : 34.
  34. ^ а б в г д Уилсон, TM (2009). Уязвимость пастбищных хозяйств перед опасностью выпадения вулканического пепла .
  35. ^ a b Sword-Daniels, VL (2010). Воздействие вулканического пепла на критически важные системы инфраструктуры .
  36. ^ Уилсон, TM; Дэйли, М .; Джонстон, DM (2009). «Обзор воздействия вулканического пепла на системы распределения электроэнергии, радиовещательные и коммуникационные сети». Проект Auckland Engineering Lifelines Group AELG-19. Техническая публикация 051 Регионального совета Окленда .
  37. ^ a b c Sammonds, P .; McGuire, B .; Эдвардс, С. (2010). Вулканическая опасность из Исландии: анализ и последствия извержения Эйяфьятлайокудль. Отчет UCL Института по снижению риска и стихийных бедствий .
  38. ^ a b Миллер, Т.П .; Casadevall, TJ (2000). «Опасность вулканического пепла для авиации». В Х., Сигурдссон; BF, Houghton; SR, McNutt; Х., Раймер; J., Stix (ред.). Энциклопедия вулканов . Сан-Диего, США: Elsevier Inc., стр. 1417.
  39. ^ "Исландский вулканический пепел основывает полеты Великобритании" . BBC News Online. 2010-04-15 . Проверено 15 апреля 2010 года .
  40. ^ "Проверка финского двигателя F-18 выявила влияние вулканической пыли" . flightglobal.com . Проверено 22 апреля 2010 .
  41. ^ "Пепел вулкана найден в двигателях реактивного самолета RAF" . news.sky.com . Проверено 22 апреля 2010 .
  42. ^ Ltd, AIRES Pty. "Добро пожаловать" . AIRES . Проверено 7 марта 2019 .
  43. ^ CSIRO. «Содружество научных и промышленных исследований, правительство Австралии» . www.csiro.au . Проверено 7 марта 2019 .
  44. ^ a b "Больше никакого хаоса из вулканического пепла?" . Норвежский институт исследования воздуха. 4 декабря 2011 г.
  45. ^ Airbus (2013-11-13) Обнаружение облака вулканического пепла с ИЗБЕЖАТЬ , извлекаются 2019-03-07
  46. ^ Дэвис, Алекс (2013-11-16). «Airbus и EasyJet создали поддельное облако пепла, чтобы подготовиться к следующему извержению вулкана [ФОТО]» . Business Insider Австралия . Проверено 7 марта 2019 .
  47. ^ "Easyjet для испытания системы обнаружения вулканического пепла" . BBC. 4 июня 2010 г.
  48. Перейти ↑ Prata, AJ (2016-05-09). «Испытание на искусственное облако подтверждает обнаружение вулканического пепла с помощью инфракрасной спектральной съемки» . Научные отчеты . 6 : 25620. Bibcode : 2016NatSR ... 625620P . DOI : 10.1038 / srep25620 . ISSN 2045-2322 . PMC 4860601 . PMID 27156701 .   
  49. ^ Guffanti, M .; Mayberry, GC; Casadevall, TJ; Вундерман, Р. (2008). «Вулканические опасности для аэропортов» . Природные опасности . 51 (2): 287–302. DOI : 10.1007 / s11069-008-9254-2 . S2CID 128578092 . 
  50. ^ Макнатт, SR; Уильямс, ER (2010). «Вулканические молнии: глобальные наблюдения и ограничения на механизмы источников». Вестник вулканологии . 72 (10): 1153–1167. Bibcode : 2010BVol ... 72.1153M . DOI : 10.1007 / s00445-010-0393-4 . S2CID 59522391 . 
  51. Перейти ↑ Barnard, S. (2009). Уязвимость инфраструктуры жизненно важных путей Новой Зеландии к пеплопаду .
  52. ^ a b Wilson, G .; Уилсон, TM; Коул, JW; Озе, К. (2012). «Уязвимость портативных компьютеров к вулканическому пеплу и газу». Природные опасности . 63 (2): 711–736. DOI : 10.1007 / s11069-012-0176-7 . S2CID 110998743 . 
  53. ^ Спенс, RJS; Кельман, И .; Бакстер, П.Дж.; Zuccaro, G .; Петраццуоли, С. (2005). «Уязвимость жилых домов и жителей к падению тефры» . Опасные природные явления и науки о Земле . 5 (4): 477–494. Bibcode : 2005NHESS ... 5..477S . DOI : 10,5194 / nhess-5-477-2005 .
  54. ^ a b c Международная сеть опасностей для здоровья, связанная с вулканизмом . «Международная сеть опасностей для здоровья вулканов» . Проверено 30 ноября 2011 года .
  55. ^ а б в г д Хорвелл, CJ; Бакстер, П.Дж. (2006). «Опасности для здоровья органов дыхания из-за вулканического пепла: обзор по снижению вулканического риска». Вестник вулканологии . 69 (1): 1–24. Bibcode : 2006BVol ... 69 .... 1H . DOI : 10.1007 / s00445-006-0052-у . S2CID 19173052 . 
  56. ^ а б Кронин, SJ; Neall, VE; Lecointre, JA; Хедли, MJ; Логанатан, П. (2003). «Экологические опасности фторида в вулканическом пепле: тематическое исследование вулкана Руапеху, Новая Зеландия». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 121 (3–4): 271–291. Bibcode : 2003JVGR..121..271C . DOI : 10.1016 / S0377-0273 (02) 00465-1 .
  57. ^ Арайа Валенсуэла 2015, стр. 70.
  58. ^ a b Арая Валенсуэла 2015, стр. 63.
  59. ^ Арайа Валенсуэла 2015, стр. 77.
  60. ^ Арайа Валенсуэла 2015, стр. 76.
  61. ^ Кук, RJ; Barron, JC; Папендик, Род-Айленд; Уильямс, GJ (1981). «Воздействие на сельское хозяйство извержений вулкана Сент-Хеленс». Наука . 211 (4477): 16–22. Bibcode : 1981Sci ... 211 ... 16C . DOI : 10.1126 / science.211.4477.16 . PMID 17731222 . 
  62. ^ Кронин, SJ; Хедли, MJ; Neall, VE; Смит, Р.Г. (1998). «Агрономическое воздействие выпадений тефры в результате извержений вулкана Руапеху в 1995 и 1996 годах, Новая Зеландия». Экологическая геология . 34 : 21–30. DOI : 10.1007 / s002540050253 . S2CID 128901983 . 
  63. ^ Neild, J .; O'Flaherty, P .; Hedley, P .; Андервуд, Р.; Джонстон, DM; Christenson, B .; Браун, П. (1998). «Восстановление сельского хозяйства после извержения вулкана: Технический документ MAF 99/2» (PDF) . Технический документ MAF 99/2 .
  64. ^ Ринальди, СМ; Peerenboom, JP; Келли, Т.К. (декабрь 2001 г.). «Выявление, понимание и анализ взаимозависимостей критической инфраструктуры». Журнал IEEE Control Systems . 21 (6): 11–25. DOI : 10.1109 / 37.969131 .
  65. ^ «Кризис из-за вулканического пепла обошелся авиакомпаниям в 2,2 миллиарда фунтов стерлингов» . Дейли телеграф. 27 апреля 2010 г.
  66. ^ a b c Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям (1984). Уменьшение ущерба от пеплопадов, нанесенного общественным объектам: уроки, извлеченные из извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году .
  67. ^ a b c Хейс, Джош Л .; Уилсон, Томас М .; Мэджилл, Кристина (01.10.2015). «Уборка от падения тефры в городских условиях». Журнал вулканологии и геотермальных исследований . 304 : 359–377. Bibcode : 2015JVGR..304..359H . DOI : 10.1016 / j.jvolgeores.2015.09.014 . ЛВП : 10092/11705 .
  68. ^ Хейс, Джош; Уилсон, Томас М .; Делинь, Наталья И .; Коул, Джим; Хьюз, Мэтью (2017-01-06). «Модель для оценки требований к очистке от тефры в городской среде» . Журнал прикладной вулканологии . 6 (1). DOI : 10,1186 / s13617-016-0052-3 . ISSN 2191-5040 . 
  69. ^ Арайа Валенсуэла 2015, стр. 80.
  70. ^ Уильямс, Мэтт (2016-03-19). "Каковы преимущества вулканов?" . Вселенная сегодня . Проверено 17 декабря 2018 .
  71. ^ Solanki, Seetal (2018-12-17). «5 радикальных нововведений в материалах, которые будут определять будущее» . Стиль CNN . Проверено 17 декабря 2018 .

Библиография [ править ]

  • Арая Валенсуэла, Оскар (2015). Erupciones volcánicas: Efectos sobre la ganadería . Collección Austral Universitaria de Ciencias Silvoagropecuarias (на испанском языке). Ediciones UACh . ISBN 978-956-9412-20-2.

Внешние ссылки [ править ]

  • Что делать во время пеплопада
  • Международная сеть опасностей для здоровья, связанными с вулканизмом
  • АШТАМ: информационный сайт об авиационном вулканическом пепле
  • Лаборатория испытаний вулканического пепла
  • Совместное исследование вулканов и снижение рисков
  • Информация для понимания, подготовки к последствиям извержений вулканов и управления ими
  • Всемирная организация вулканических обсерваторий