Пирокластический поток (также известный как поток пирокластической плотности или пирокластическое облако ) [1] представляет собой быстро движущийся поток горячего газа и вулканического вещества (вместе известный как тефра ), который течет по земле от вулкана со средней скоростью 100 км/ч (30 м/с; 60 миль в час), но способен развивать скорость до 700 км/ч (190 м/с; 430 миль в час). [2] Газы и тефра могут достигать температуры около 1000 ° C (1800 ° F).
Пирокластические потоки являются наиболее смертоносными из всех вулканических опасностей [3] и возникают в результате некоторых взрывных извержений ; обычно они касаются земли и несутся вниз по склону или распространяются вбок под действием силы тяжести. Их скорость зависит от плотности течения, скорости вулканической деятельности и уклона склона.
Слово пирокласт происходит от греческого πῦρ ( pýr ), что означает «огонь», и κλαστός ( klastós ), что означает «разбитый на куски». [4] [5] Название пирокластических потоков, которые светятся красным в темноте, — nuée ardente (по-французски «горящее облако»); в частности, это использовалось для описания катастрофического извержения горы Пеле в 1902 году на Мартинике , французском острове в Карибском море. [6] [примечание 1]
Пирокластические потоки, которые содержат гораздо более высокую долю газа в породе, известны как «потоки полностью разбавленной пирокластической плотности» или пирокластические волны . Более низкая плотность иногда позволяет им течь по более высоким топографическим объектам или воде, таким как хребты, холмы, реки и моря. Они также могут содержать пар, воду и камни при температуре менее 250 ° C (480 ° F); их называют «холодными» по сравнению с другими потоками, хотя температура все еще смертельно высока. Холодные пирокластические волны могут возникать, когда извержение происходит из жерла под мелководным озером или морем. Фронты некоторых пирокластических плотностных потоков полностью разбавлены; например, во время извержения горы Пеле в 1902 году полностью разреженное течение захлестнуло город Сен-Пьер и убило почти 30 000 человек. [7]
Пирокластический поток — это разновидность гравитационного течения ; в научной литературе его иногда называют PDC (ток пирокластической плотности).
Объемы потока варьируются от нескольких сотен кубических метров до более чем 1000 кубических километров (240 кубических миль). Более крупные потоки могут распространяться на сотни километров, хотя ни одного такого масштаба не наблюдалось в течение нескольких сотен тысяч лет. Размер большинства пирокластических потоков составляет от одного до десяти кубических километров ( 1 ⁄ 4 – 2 + 1 ⁄ 3 кубических миль) и простирается на несколько километров. Потоки обычно состоят из двух частей: базальный поток охватывает землю и содержит более крупные, крупные валуны и обломки горных пород, а над ним возвышается чрезвычайно горячий шлейф пепла из-за турбулентности между потоком и вышележащим воздухом, смешивая и нагревая холодный атмосферный воздух. вызывая расширение и конвекцию. [8]