Поражающие факторы вулканов

Опасность вулканов:

Шесть вулканических процессов могут грозить катастрофой: лавовые потоки, извержения с выпадением тефры, вулканические грязевые потоки, вулканические наводнения, палящие тучи и выходы газов.

Лавовые потоки

Лава - это расплав горных пород, разогретых до температуры 900-1100° С. Она может быть основной, т.е. по своему составу соответствовать базальтам, либо кислой, т.е. иметь риолитовый состав. Лава вытекает прямо из трещин в земле или склона вулкана, либо переливается через потоки, при их колоссальных смертоносных температурах кажутся грозными и неудержимыми. Однако в действительности число жертв лавовых потоков совсем невелико в сравнении с числом жертв палящих туч. Лавовые потоки передвигаются тем быстрее, чем больше уклон, чем более мощен сам поток и чем жиже лава. Лавовые потоки могут представлять опасность для одного человека или группы людей, которые, недооценив их скорости, окажутся между несколькими лавовыми языками. Опасность возникает тогда, когда лавовой поток достигает населённых пунктов.

Существует ли вообще возможность, какой бы то ни было защиты от этой раскалённой до температуры выше 1000°С массы. Практика показывает, что такого рода защитные меры существуют и иногда вполне действенны. Лавовой поток подвергали бомбардировке с самолёта. Это преследует определённую цель. Охлаждаясь, лавовой поток создает защитные валы и течёт в лотке. Когда же удается, эти валы прорвать, лава разливается, скорость её течения замедляется и приостанавливается. В тех же целях пробуют применить отвод лавовых потоков с помощью искусственных желобов. Можно использовать бомбардировку кратера. Это неплохая идея: лавовые потоки по большей части возникают именно за счёт того, что лава вокруг переливается через края кратера; если же удаётся разрушить стенку кратера раньше, чем образовалось лавовое озеро, скопится немного лавы и её излияние по склону пройдёт без вреда. Ещё один метод - это возведение предохранительных дамб. Речь, конечно, не идёт о том, чтобы задержать лаву плотиной, а отвести лавовой поток в сторону. При наличии соответствующих форм рельефа это может помочь. Последний способ, который был также испытан на практике, состоит в охлаждении поверхности лавы водой. Идея эта сама по себе превосходна: на охлаждаемой поверхности образуется корка, и поток останавливается.

Тефра

Гигантская сила вулканического взрыва разрывает лаву и горные породы на мельчайшие частицы, которые в совокупности называют тефрой. Наиболее крупные обломки именуются вулканическими бомбами, несколько меньшие по размеру-лапиллями, ещё более мелкие - вулканическим песком, а мельчайшие - пеплом. Вулканические бомбы не отлетают далеко, максимально на несколько километров от кратера. Лапилли и вулканический песок могут распространятся 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.

Компонентами тефры являются обломки застывшей лавы более древних подповерхностных горных пород и раздробленный вулканический материал, слагающий конус. Пепел образуется также тогда, когда горячая лава изливается в воде и при резком охлаждении распыляется, (тефры при некоторых вулканических извержениях далеко превосходят лавы: иногда выбросы тефры составляют десятки кубических километров).

Опасность тефры и защита от неё

Опасность эта ясна: тефра разрушает дома, погребая жителей в развалинах, душит и отравляет своими газами, уничтожает растительность, губит домашних животных и вызывает голод. Большую роль играет ветер: он может занести пепел в город или, наоборот, защитить его. Против бомб и лаппилей предпочтительна пассивная защита, нужно быть внимательным уклониться от них уже не удастся. Пепел наносит значительно большой ущерб, нежели более грубые частицы. Необходимо постоянно убирать пепел с крыш, в садах периодически стряхивать пепел с деревьев, а также закрыть резервуары с питьевой водой. Рекомендуется защищать чувствительные приборы. Пока не наступит подходящий момент, лучше оставаться в укрытиях. Во время самого извержения эвакуация невозможна, т.к. отсутствует видимость. Из укрытий следует время от времени выбегать, посмотреть, что происходит, а главное, для того, чтобы счистить пепел с крыш.

Вулканические грязевые потоки

Этот процесс часто называют индонезийским словом «лахар». Мощные слои пепла на склонах вулканов находятся в неустойчивом положении. Когда на них ложатся новые порции пепла, они соскальзывают по склону. Хуже всего дело обстоит тогда, когда при обводнении пепел пропитывается водой и превращается в жидкую кашу. Она скатывается со склона со скоростью несколько десятков километров в час. Потоки обладают значительной плотностью, поэтому они могут волочить и крупные глыбы. Защититься от вулканических грязевых потоков нелегко. Потоки движутся быстро, на эвакуацию не остаётся времени, бегство в укрытие может кончиться плохо, т. к. жидкая каша заполняет всё пространство. От слабых грязевых потоков можно защититься дамбами или сооружением желобов. В некоторых индонезийских селениях у подножия вулканов насыпают искусственные холмы. При серьёзной опасности жители выбегают на бугор и таким образом могут избежать опасности. О другом способе защиты - искусственном понижении уровня кратерного озера. Но наилучшим способом защиты остаётся предупреждение: не заселять опасные территории, как бы они не были красивы, а земли плодородными. Или производить эвакуацию из опасных мест при первых признаках вулканического извержения.

Вулканические наводнения

При таянии ледников во время вулканических извержений может сразу образоваться большое количество воды. Ледник Мирдаль, который покрывает вулкан Катла, сумел спустить 92000 м³ воды за секунду при общем объёме более 6 км³. Точно подсчитать какое количество воды спустил ледник, трудно, хотя это важно для планирования мер защиты. Ледники имеют много внутренних полостей, постоянно заполненных водой. В дополнении к тем водам, которые обусловлены таянием при извержении вулкана, ледник добавляет и свои запасы вод из этих пустот.

Палящая вулканическая туча

Смесь раскалённых газов и тефры называют палящей вулканической тучей. Из всех вулканических процессов это наиболее опасный, и на его совести лежит самое большое число жертв. Вулкан Мон-Пеле на острове Мартиника своими палящими тучами погубил в 1902 году 30000 человек и полностью уничтожил город Сент-Пьер.

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 оправляются. Покрывающие их поверхность вулканические бомбы и лапилли выветриваются в течении нескольких лет.

Вулканические газы

Водяные пары являются обязательными компонентами всех вулканических газов. То, что эти газы имеют запах, обусловлено примесями сернистого и серного окисла, сероводорода, хлористоводородной и фтористоводородной кислот, находящихся в газообразном состоянии. Вездесущими являются углекислый и угарный газы. Все эти газы в больших концентрациях смертельно опасны для человека. Эманации газов из земли является признаком поствулканической активности, которая может продолжаться десятки миллионов лет после того, как вулкан перестал выбрасывать лаву и пепел. Каналы, по которым поднимаются лишь газы называются фумаролами. Сольфатары - одна из разновидностей фумарол, для них типичны серосодержащие газы. Источники углекислого и угарного газов называются моффетами. Для человека они не опасны, наоборот, полезны, так как на глубине насыщают подземные воды, которые вытекают на поверхность как минеральные.

Наилучшей мерой защиты от газов, безусловно, является противогаз. Насаждения несколько раз были успешно защищены от действия вулканических газов умеренной посыпкой извести.

Наблюдения за вулканами.

Замечена взаимозависимость между вулканической деятельностью и землетрясениями. Основой прогноза извержения являются сейсмические толчки, характеризующие начало извержения.

Профилактические мероприятия состоят в изменении характера землепользования, строительства дамб, отводящих потоки лавы, в бомбардировке лавового потока для перемешивания лавы с землей и превращения ее в менее жидкую и др.

Вулканологи заметно продвинулись вперед в предсказании возможных извержений. Почти на всех известных вулканах появились специальные станции ( вулканические обсерватории ), оборудованные современными приборами (сейсмический мониторинг, электромагнитный мониторинг, термальный мониторинг ), где круглосуточно ведется наблюдение за состоянием вулкана: замеряется температура пород, проводится химический анализ газов, прослушивается кратер вулкана - с помощью чутких слуховых аппаратов анализируют доходящие из недр Земли звуки.

Температура, состав газов и эти шумы дают разнообразную информацию, предупреждающую о возможном извержении.

Есть у геологов еще одно оружие в борьбе с опасностью: метр за метром, они исследуют поверхность горы. Установлено, что перед тем как проснуться, конус расширяется, словно вбирает в себя воздух - под воздействием газов, выделяющихся при охлаждении поднимающейся из недр магмы. С помощью лазерного луча, регистрирующего отклонение до 0,03 мм, ученые определяют, не изменил ли своего положения хотя бы один камушек. Если перемена налицо. Значит, готовится новое извержение. Воспрепятствовать ему пока, разумеется, невозможно, но предупреждения вулканологов может спасти жизнь многим людям.

Методы оповещения.

Предупреждать о грозящей вулканической опасности и принимать меры по уменьшению последствий должны гражданские власти, которым вулканологи предоставляют необходимую информацию.

Система оповещения населения может быть звуковой (сирены) или световой (например, на шоссе у подножья вулкана Сакурадзима в Японии мигающие сигнальные огни предупреждают автомобилистов о выпадении пепла). Устанавливаются также предупреждающие приборы, которые срабатывают при повышенных концентрациях опасных вулканических газов, например сероводорода. На дорогах в опасных районах, где идет извержение, размещают дорожные заграждения.

Уменьшение опасности, связанной с вулканическими извержениями.

Для смягчения вулканической опасности используются как сложные инженерные сооружения, так и совсем простые способы. Например, при извержении вулкана Миякедзима в Японии в 1985, успешно применялось охлаждение фронта лавового потока морской водой. Устраивая искусственные бреши в застывшей лаве, ограничивающей потоки на склонах вулканов, удавалось изменять их направление. Для защиты от грязекаменных потоков( лахаров) применяют оградительные насыпи и дамбы, направляющие потоки в определенное русло. Для избежания возникновения лахара кратерное озеро иногда спускают с помощью тоннеля (вулкан Келуд на о.Ява в Индонезии). В некоторых районах устанавливают специальные системы слежения за грозовыми тучами, которые могли бы принести ливни и активизировать лахары. В местах выпадения продуктов извержения сооружают разнообразные навесы.