• No results found

Vad händer före och under ett vulkanutbrott – primära effekter

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Vad händer före och under ett vulkanutbrott – primära effekter"

Copied!
49
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

Lektion 5

Vad händer före och under ett vulkanutbrott

– primära effekter

(2)

Primära effekter är de som skapas i direkt anslutning till vulkanutbrottet. De är farliga när vulkanutbrottet pågår och är avslutade när vulkanutbrottet tar slut. Här kommer vi att ta upp tre olika typer av primära effekter:

Lavaflöden

Explosiva utbrott, pyroklastiskt material Giftig gas

Primära effekter av vulkanutbrott

(3)

Det enklaste sättet att undvika farorna från lavaflöden är att att inte bo i närheten av en aktiv vulkan.

Av olika anledningar bor dock ca 10% av jordens befolkning just där, i närheten av en aktiv vulkan. De flesta dödsfall som kan kopplas samman med lavaflöden är när människor överraskats av dem eller att lavaflöden haft extra höga hastigheter. Normalt har dock inte lavaflöden högre hastighet än att man går eller springer ifrån dem. Även om det normalt inte orsakar så många fataliteter (dödsfall) så orsakar lavaflöden ofta stora materiella skador och är nästan omöjliga att stoppa. Man har provat många olika metoder som att spruta vatten, gräva stora passager och bygga barriärer.

Primära effekter - lavaflöden

(4)

Vulkanen Nyiragongo i Kongo har en aktiv lavasjö i sin krater. Lavan där är lite speciell och har mindre viskositet än vanlig basaltisk lava. 1977 öppnade sig stora sprickor i vulkanens krater och lavasjön tömdes och en kilometerbred lavaflod strömmade ned längs vulkanens sida och begravde flera samhällen (då kunde varken människor eller djur springa ifrån den). Nya utbrott 2002 orsakade stora skador i utkanten av staden Goma.

Nyiragongo, Kongo, 1977

(5)

Nyiragongo, Kongo, 2002

(6)

Vulkanen Parícutin är en av de få vulkaner som vi sett födas och dö. Vulkanen ”föddes” i februari 1943 i en majsodling i Mexico. Under nästan tio år kom lava och aska att spridas över ett drygt 20 km2 stort område och vulkanen var 1952 då aktiviteten avstannade 424 meter hög. Parícutin var en monogenetisk vulkan och redan efter ett dygn hade en 50 m hög kon av pyroklastiskt material bildats – under de närmaste 2 åren var utbrotten stromboliska men övergick sedan till att bli mer av vulcano- typ med utflöden av lava.

Redan efter ett år hade samhällena Parícutin (från vilken den nya vulkanen fått sitt namn) och San Juan Parangaricutiro begravts under aska och lava – av den senare stack bara kyrktornet upp över lavaflödet.

Parícutin 1943-1952 – nästan tio års lavaflöden

(7)

När vulkanen Eldfell på Heimeay (Hemön), söder om Island, hade utbrott 1973 hotade den framträngande lava huvudorten. För att om möjligt stoppa lavaflödet sprutade man vatten på lavafronten för att få flödet att ändra riktning – en metod som till del fungerade. Här hade man fördelen av att ha obegränsat med vatten – något som inte är fallet i i de flesta vulkaniska områden.

Hindra lavans framfart - kyla ned lavafronten

(8)

I samband med ett av vulkanen Etnas många utbrott hotades 2001 flera samhällen och byggnader av den framträngande lavan. För att om möjligt hindra lavan att förstöra de hotade byggnaderna byggde man jordvallar som skulle avleda flödet.

Metoden fungerade bra och man beräknar att värden för många tio-tals miljoner kunde räddas.

Hindra lavan framfart - bygga barriärer

(9)

Här ett flygfoto över Sapienza-barriären och hur den skyddade bebyggelsen. Vallen var 10 meter hög. Det 10 meter tjocka lavaflödet förmådde inte att tränga över vallen även om den stelnade lavan på sina ställen adderade någon meter på vallens topp. Nedan ses bilder under och efter själva utbrottet.

Hindra lavan framfart - bygga barriärer

(10)

Vulkaner som har explosiva utbrott är betydligt mera farliga är de som enbart ger ifrån sig lavaflöden. I samband med explosiva utbrott slungas enorma mängder med pyroklastiskt material ut ur vulkanen och detta material kan färdas långa sträckor och i hög hastighet vilket gör att man har mycket svårt att komma undan…..

Primära effekter – pyroklastiskt material

(11)

Mount St Helens (Washington State, USA) är en förhållandevis ung vulkan som byggts upp under de senaste 50 000 åren. Den har haft flera större utbrott i historisk tid. Efter 123 år i slummer vaknade vulkanen Mount St Helens till liv och började förbereda sig för ett utbrott . . . .

Mount St Helens 1980

(12)

Utbrottet 1980 föregicks av flera jordbävningar och mindre utbrott där det släptes ut vattenånga. Detta följdes av att vulkanens norra del lyftes upp (A) med en hastighet av ca 1,5 m/dygn. En jordbävning på 1,5 km djup (magnitud 5,1 på Richterskalan) utlöste ett stort skred (B och C). Detta i sin tur utlöste en sidoriktad tryckvåg av heta gaser, ånga och pyroklastiskt material (D) och bilden nedan.

Utbrottets förlopp

(13)

Eruptionen orsakade att het (300-500 grader) aska och gas drog ned längs vulkan nordsida med en hastighet av närmare 1000 km/tim och skapade en 20x30 km stor “brandgata”.

Utbrottets förlopp

(14)

Den sidoriktade tryckvågen var enorm och skapade norr om vulkanen en brandgata där alla träd kastats omkull, sjön i nordöstra kom att mer eller mindre fyllas av de ivägslungade trädstammarna och de träd som fanns på själva vulkanens sluttning brann helt enkelt upp.

Tryckvågens verkan

(15)

Även om utbrottet riktades mot norr kom askmolnet att nå en höjd av 25 km och askan spreds över ett mycket stort område och orsakade stor förödelse i närområdet där asklagren var som tjockast. Vinden var västlig vid utbrottet varför askan spreds österut.

Varför har vi en isolerad fläck med aska i Oklahoma ?

Nedfall av aska vittnar om vindriktningar

(16)

I samband med utbrottet sprängde toppen av vulkanen bort och dess höjd sjönk från 2950 m till 2550 m, de pyroklastiska massorna norr om vulkanen 20-30 m tjocka och initialt 1200 grader varma vilket mer eller mindre kom att sterilisera marken och orsaka en ekologisk katastrof.

Mount St Helens – före och efter

(17)

Spirit Lake innan utbrottet 1980

Innan utbrottet

(18)

Man räknar med att 18 miljoner träd fälldes, 5000 hjortar, 1500 älgar, 200 björnar och otaliga fåglar, fiskar och gnagare försvann. Temperaturen i Spirit Lake (sjön nordöst om vulkanen) steg till drygt 100 grader och allt liv försvann – nu, omkring 35 år senare har livet börjat återvända på såväl på vulkanens sluttningar som i Spirit Lake.

Efter utbrottet

(19)

Sedan utbrottet 1980 har en vulkandom av lava bildats i centrum av vulkanen - idag 400 meter hög, dvs den når upp till kraterkanten och täckande i stort sätt hela kraterbotten ….

Foto taget 1990

Mount St Helens idag – en ny vulkan

(20)

Ön Montserrat är en av öarna i Små Antillerna och namngavs av Christopher Columbus vid hans andra resa till nya världen 1493, efter en bergskedja i Katalonien, Spanien. Montserrat kallades ofta för Karibiens smaragd, på grund av sin likhet med Irlands kust samt att många nybyggare som bosatte sig på ön kom från Irland.

Vulkanen Soufrière Hills, Montserrat, 1995

(21)

1995 kom vulkanen Soufrière Hills, belägen på södra delen av ön, att ha ett större utbrott. Utbrottet hade förgåtts av jordbävningar och mindre gasutsläpp varför befolkningen var evakuerad. Utbrottet var mycket kraftigt och stora mängder aska slungades ut och pyroklastiska flöden svepte ned längs vulkanens västra sida…..

Soufrière Hills, Montserrat 1995

(22)

Askan kom att mer eller mindre dränka staden Plymouth.

. . . och i väster låg huvudstaden Plymouth . .

(23)

Den frodiga växtligheten … En välmående stad i skuggan av Soufrière Hills ….

Vulkanen Soufrière Hills skiljer sig från andra explosiva vulkaner i det att utbrottet inte ”gick över” utan fortsatte och är än idag pågående.

. . fler utbrott skedde de följande åren

(24)

Idag är Plymouth en spökstad, till största delen begravd under stora mängder med aska. Utbrottet pågår fortfarande varför befolkningen som en gång bodde på vulkanens sluttningar fortfarande är evakuerade.

Plymouth idag – en spökstad

(25)

Dessa pyramider är hustaken i ett villasamhälle…och notera att det är inte bara finkornig aska som vulkanen givit ifrån sig utan även större block och bomber har slungats ut från vulkanen.

Plymouth idag – en spökstad

(26)

Ingen tankar vid denna mack i en av förorterna till Plymouth….

Plymouth idag – en spökstad

(27)

Soufrière Hills – före och efter

(28)

Eftersom utbrotten fortfarande pågår är den södra delen av ön avlyst område och denna Karibiens smaragd har mist mycket av sin lyster. Av den ursprungliga befolkningsmängden på nästan 10 000 invånare har drygt häften lämnat ön – turismen är i botten och en bördiga jorden på vulkanens sluttningar är onåbar – notera var samhällen var belägna…..

Idag är 2/3 av ön Montserrat evakuerad

(29)

Martinique är en annan av öarna i de Små Antillerna (den öbåge som bildas då den Nord- amerikanska plattan trycks ned under den Karibiska plattan). Montagne Pelée är en vulkan på norra delen av ön, uppbyggd av huvudsakligen pyroklastiskt material.

Montagne Pelée, Martinique

(30)

Under våren 1902 började vulkanen “vakna till liv”, det började ryka ur vulkanen, flera mindre jordbävningar skedde, och vid varje utbrott kom aska och svavelgaser att kastas ut. Öborna började bli oroliga – inte minst när huvudstaden Saint-Pierre invaderades av tusentals giftiga ormar. Ett utbrott den 5 maj kom att generera ett laharflöde som förstörde bebyggelse i stadens utkanter och ett 30-tal öbor omkom. Nu var man riktig orolig men guvernören förklarade att det inte var någon fara ……

Montagne Pelée, Martinique, 1902

(31)

Orsaken till att guvernören var mån om att ingen skulle lämna staden var att 11 maj skulle det hållas guvernörsval och sittande guvernör hoppades på omval. Den 8 maj på morgonen skedde dock en kraftig explosion och het aska och gas svepte ner längs vulkanens sidor och i bukten sydväst om Montagne Pelée låg Saint-Pierre med sina trähus och segelfartyg ankrade på redden …..

Saint-Pierre – i skuggan av Montagne Pelée

(32)

Innan innevånarna hann vakna nådde den upp till 700 grader heta askan staden, krossade och brände upp husen, träden rycktes upp med rötterna.

Det var faktiskt utbrottet här som gjorde vulkanologerna uppmärksamma på existensen av pyroklastiska flöden eller glödmoln (nuées ardentes) och dess destruktiva krafter.

Ett hett glödmoln sveper ner längs vulkanen . .

(33)

... efter utbrottet var staden helt jämnad med marken. Båtarna i hamnen hade brunnit upp och mer än 29 000 människor omkom - endast två personer i staden överlevde. En av dem satt i stadens fängelse.

Saint-Pierre dagen efter – en öde stad

(34)

Månaderna efter utbrottet kom en plugg av stelnad lava att tryckas upp ur vulkankratern. Efter ett halvår då den nått en höjd av ca 300 meter kollapsade den.

Gigantisk vulkanplugg

(35)

Förödelsen efter utbrottet var total och man kan fråga sig om människan drog någon lärdom av denna händelse (förutom att inte alltid tro på vad guvernören försäkrar). Ja viss kunskap fick vi – glödmolnens existens och verka blev vi medvetna om men i övrigt så visar vårt handlande att vi lätt glömmer och förtränger.

Total förödelse efter utbrottet

(36)

Efteråt – en sönderbränd förstörd stad utan invånare

Några lärdomar att dra ?

(37)

Idag är staden Saint-Pierre återuppbyggd på samma plats – och Montagne Pelée har inte slocknat, när nästa utbrott kommer vet vi inte men det kommer med all säkerhet att ske ….

Några lärdomar att dra ?

(38)

Vulkaner ger inte bara ifrån sig lava och pyroklastiskt material utan även gas och denna gas avges inte bara under själva utbrottet utan mer eller mindre kontinuerligt även om gasutsläppen i samband med utbrott kan vara enorma. Vattenånga (H2O) är den vanligaste gasen följt av koldioxid (CO2) och svaveldioxid (SO2). Andra viktiga gaser är svavelväte (H2S) och saltsyra (HCl). Dessa utsläpp av gaser i atmosfären kan påverka vårt klimat men kan också vara mera direkt farliga. Koldioxid tillhör ju växthusgaserna som påskyndar den globala uppvärmningen, andra som svavelväte (H2S) kan orsaka global nedkylning, nedbrytning av ozonskiktet och ge upphov till vulkanisk smog (”vog”).

Primära effekter - vulkaniska gaser

(39)

Volcano

Tectonic Style Temperature

Kilauea Summit Hawaii

Hot Spot 1170°C

Erta` Ale Etiopien Divergent Plate

1130°C

Momotombo Nicaragua Convergent Plate

820°C

H

2

O 37.1 77.2 97.1

CO

2

48.9 11.3 1.44

SO

2

11.8 8.34 0.50

H

2

0.49 1.39 0.70

CO 1.51 0.44 0.01

H

2

S 0.04 0.68 0.23

HCl 0.08 0.42 2.89

HF --- --- 0.26

Exempel på gassammansättingen i olika vulkaniska miljöer, i volym %

Vulkaniska gaser i olika miljöer

(40)

Koldioxid är en av de vanligare vulkaniska gaserna och kan under vissa omständigheter vara direkt dödande. I vissa områden är mängden utströmmande koldioxid stor och eftersom denna gas är tyngre än luft kommer den att ansamlas i oventilerad utrymmen varför tex vistelse i källarutrymmen i dessa områden kan leda till döden pga syrebrist.

Koldioxid

(41)

Uppträngande koldioxid tränger undan syret i marken vilket gör att de mikroorganismer som hjälper träden att ta upp näring ur jorden dör. I området kring Mammoth Mountain Volcano har sedan 1990 flera kvadratkilometer skog dött av denna orsak.

Koldioxid dödar träden

(42)

Lake Nyos i Kamerun är en av flera kratersjöar i Oku-fältet. Den bildades för omkring 400 år sedan i samband med vulkanism. Grundvatten kom i kontakt med den heta magman, förångades och orsakade en kraftig explosion där ovanliggande jordlager helt enkelt sprängdes bort. Resultatet ser vi idag som mer eller mindre cirkelrunda sjöar. Sjöarna som är de vattenfyllda vulkankratrarna är mycket djupa och har mer eller mindre vertikala sidor. I sjöarnas djup kom stora mängder koldioxid att lösas i vattnet.

Gasutsläpp - Lake Nyos, Kamerun

(43)

Sjöarna som är de vattenfyllda vulkan- kratrarna är mycket djupa och har mer eller mindre vertikala sidor. I sjöarnas djup finns stora mängder koldioxid löst i vattnet.

Koldioxiden som kommer från den underliggande magman går i lösning i sjöns bottenvatten pga trycket som i sin tur beror på vattendjupet.

Lake Nyos, Kamerun, 1986

(44)

Den 21 augusti 1986 kom plötsligt ett stort moln av koldioxid att släppas ut från sjön. Orsaken är inte riktigt klarlagd men forskarna tror att det kan ha varit ett undervattensskred som orsakade rörelser i vattnet och omkring 1,6 miljoner ton koldioxid steg plötsligt mot ytan. Ju närmare ytan gasen kom ju mer expanderade den och när den nådde vattenytan i över 100 km/tim bildades en nästan 100 m hög vattenfontän. Koldioxid är en luktlös gas som är tyngre än luft (1,5 ggr tyngre) och gasmolnet svepte ner i dalarna . . . .

Lake Nyos, Kamerun, 1986

(45)

. . . . inte mindre än 1 700 människor dog av kvävning – liksom oräkneliga mängder med boskap och vilda djur. Ett tusental personer fick uppsöka sjukhus.

Lake Nyos, Kamerun, 1986

(46)

Sedan 1995 har man testat och sedan 2001 har ett enkelt system för ”degassing” av Lake Nyos vatten installerats. Man sänker helt enkelt ner rör till botten och till en början pumpar upp bottenvatten – när detta stiger kommer trycket att minska, gasen att utvidgas och bilda bubblor som stiger av egen kraft. På detta sätt kan man förhindra att allt för mycket gas går i lösning i vattnet och ackumuleras. Hade inte detta gjorts räknar man med att tillflödet av gas skulle ha orsakat att liknande gasutflödeshändelser skulle kunna inträffa vart 10-30 år.

Projekt att avvärja gashotet

(47)

Men det är inte bara klimatet som påverkas av de vulkaniska gaserna – ibland är gaserna rent giftiga. Att exponeras för svavelsyrlighet eller saltsyra kan orsaka ögonskador skador på andningsvägarna. Längre vistelse i vulkanisk smog (vog) kan leda till huvudvärk, trötthet, andningssvårigheter och allergiska problem.

Svaveldioxid

(48)

MgCl2 (havssalt) + H2O (ånga) = MgO (magnesiumoxid) + 2HCl (HCl gas)

2 NaCl (havssalt) + H2O (ånga) = Na2O (natriumoxid) + 2 HCl (HCl gas) CaCl2 (havssalt) + H2O (ånga) = CaO (kalk) + 2 HCl (HCl gas)

En annan typ av gasbildning sker när den extremt heta lavan kommer i kontakt med havsvatten. De kemiska reaktionerna genererar ett ofta vitt moln känt som ”lava haze” eller ”laze” vilket består

saltsyra och koncentererat havsvatten. Ett kortlivat fenomen men som är skadligt för de och det som befinner sig under molnet.

Laze = lava haze

(49)

Nästa föreläsning sker 25 februari. . . .

och behandlar sekundära effekter som:

1. Lahar 2. Skred

3. Översvämningar 4. Tsunami

5. Atmosfäriska effekter 6. Sjukdomar och hungersnöd

References

Related documents

Aktiviteten blir till stöd för barnens språkutveckling när pedagogen ställer frågor som leder till diskussion med barnen om det de gör på surfplattan. Det sociala samspel

arbetsmiljöarbetet, till exempel att arbetsgivaren underhåller sin maskinpark på ett organiserat sätt kan då anses vara en del i det förebyggande arbetsmiljöarbetet. 507 - 508)

Två av fyra karaktäristika som skiljer mycket innovativa företag från mindre innovativa företag enligt Ahmed (1998) är att ledningen både ger finansiellt

Personalen har, enligt läkaren, varit ett stöd i implementeringen då de har tagit till sig det standardiserade arbetssättet inom triage på ett bra sätt, vilket har lett till

Diskussionen kommer även att omfatta frågan om äldre företag kan utvecklas till att arbeta med CSR på ett tillfredsställande sätt trots deras befintliga ansvar

Vi kan ur ett analytiskt hänseende se hur hela värdeordet upplevelse tycks ha införlivats i tänket och har gått från att vara en värdeordsartefakt till en värdering,

Fallstudierna i undersökningen har visat på att identifierade kulturvärden i den fysiska miljön går att beakta och skydda genom olika bestämmelser i detaljplanen och inte

En respondent beskriver att ju fler mål desto mer administration blir det. Desto fler möten behövs för att alla ska förstå vad som ska göras. Man hamnar i en enorm