Pył wulkaniczny - Volcanic ash

Popiół wulkaniczny wypływa w postaci wydłużonego wachlarza, rozpraszając się w atmosferze.
Chmura pyłu z erupcji 2008 Chaiten wulkan , Chile , rozciągający całej Patagonii od Pacyfiku do Atlantyku
Pióropusz popiołu unoszący się z Eyjafjallajökull 17 kwietnia 2010 r.
Osady popiołu wulkanicznego na zaparkowanym McDonnell-Douglasie DC-10-30 podczas erupcji Mount Pinatubo w 1991 roku , powodując, że samolot zatrzymał się na ogonie. Podczas gdy spadający popiół zachowuje się w podobny sposób jak śnieg , sam ciężar osadów może spowodować poważne uszkodzenia budynków i pojazdów, jak widać tutaj, gdzie osady mogły spowodować przesunięcie środka ciężkości 120-tonowego samolotu.
Ze stożka wulkanu unosi się gęsty pióropusz ciemnego popiołu.
Pióropusz popiołu z Mt Cleveland , stratowulkanu na Wyspach Aleuckich

Popiół wulkaniczny składa się z fragmentów skał, kryształów mineralnych i szkła wulkanicznego , powstałych podczas erupcji wulkanicznych i mierzących mniej niż 2 mm (0,079 cala) średnicy. Termin popiół wulkaniczny jest również często luźno używany w odniesieniu do wszystkich produktów wybuchowych erupcji (poprawnie określanych jako tefra ), w tym cząstek większych niż 2 mm. Popiół wulkaniczny powstaje podczas wybuchowych erupcji wulkanicznych, gdy rozpuszczone gazy w magmie rozszerzają się i gwałtownie uciekają do atmosfery. Siła gazów rozbija magmę i wrzuca ją do atmosfery, gdzie krzepnie na fragmenty skały wulkanicznej i szkła. Popiół jest również wytwarzany, gdy magma wchodzi w kontakt z wodą podczas erupcji freatomagmatycznych , powodując wybuchowy błysk wody w parę, co prowadzi do rozbicia magmy. W powietrzu popiół jest transportowany przez wiatr na odległość tysięcy kilometrów.

Ze względu na szerokie rozprzestrzenianie się, popiół może mieć szereg skutków dla społeczeństwa, w tym zdrowie zwierząt i ludzi, zakłócenia w lotnictwie, zakłócenia infrastruktury krytycznej (np. systemy zasilania elektrycznego, telekomunikacja, sieci wodociągowe i kanalizacyjne, transport), przemysł pierwotny (np. rolnictwo), budynki i konstrukcje.

Tworzenie

Popiół wulkaniczny sprzed 454 milionów lat między warstwami wapienia w katakumbach twierdzy morskiej Piotra Wielkiego w Estonii w pobliżu Laagri . Jest to pozostałość po jednej z najstarszych zachowanych dużych erupcji . Średnica czarnej osłony obiektywu aparatu wynosi 58 mm (2,3 cala).

Popiół wulkaniczny powstaje podczas wybuchowych erupcji wulkanicznych i erupcji freatomagmatycznych, a także może powstawać podczas transportu w prądach o gęstości piroklastycznej.

Wybuchowe erupcje występują, gdy magma ulega dekompresji, gdy się wznosi, pozwalając rozpuszczonym lotnym substancjom (głównie wodzie i dwutlenkowi węgla ) na rozpuszczenie się w pęcherzyki gazu. Gdy więcej pęcherzyków zarodkuje, powstaje piana, która zmniejsza gęstość magmy, przyspieszając ją w przewodzie. Fragmentacja występuje, gdy bąbelki zajmują ~70-80% obj. wybuchającej mieszanki. Kiedy następuje fragmentacja, gwałtownie rozszerzające się bąbelki rozrywają magmę na fragmenty, które są wyrzucane do atmosfery, gdzie zestalają się w cząstki popiołu. Rozdrabnianie jest bardzo wydajnym procesem tworzenia popiołu i umożliwia generowanie bardzo drobnego popiołu nawet bez dodatku wody.

Popiół wulkaniczny jest również wytwarzany podczas erupcji freatomagmatycznych. Podczas tych erupcji fragmentacja następuje, gdy magma styka się z akwenami wodnymi (takimi jak morze, jeziora i bagna), wodami gruntowymi, śniegiem lub lodem. Gdy magma, która jest znacznie gorętsza niż temperatura wrzenia wody, wchodzi w kontakt z wodą, tworzy się izolująca warstwa pary ( efekt Leidenfrosta ). W końcu ta warstewka pary zapadnie się, prowadząc do bezpośredniego połączenia zimnej wody i gorącej magmy. Zwiększa to przenoszenie ciepła, co prowadzi do gwałtownej ekspansji wody i fragmentacji magmy na małe cząstki, które są następnie wyrzucane z otworu wulkanicznego. Rozdrobnienie powoduje zwiększenie powierzchni kontaktu między magmą a wodą, tworząc mechanizm sprzężenia zwrotnego, co prowadzi do dalszej fragmentacji i produkcji drobnych cząstek popiołu.

Prądy gęstości piroklastycznej mogą również wytwarzać cząstki popiołu. Są one zwykle wytwarzane przez zawalenie się kopuły lawy lub zawalenie się kolumny erupcyjnej . W prądach o gęstości piroklastycznej dochodzi do ścierania cząstek, gdy cząstki wchodzą ze sobą w interakcje, co skutkuje zmniejszeniem wielkości ziarna i produkcją drobnoziarnistych cząstek popiołu. Ponadto popiół może powstawać podczas wtórnego rozdrabniania fragmentów pumeksu, ze względu na zachowanie ciepła w przepływie. Procesy te wytwarzają duże ilości bardzo drobnoziarnistego popiołu, który jest usuwany z prądów o gęstości piroklastycznej w smugach popiołu współzapłonowego.

Właściwości fizyczne i chemiczne popiołu wulkanicznego zależą przede wszystkim od stylu erupcji wulkanu. Wulkany wykazują szereg stylów erupcji, które są kontrolowane przez chemię magmy, zawartość kryształów, temperaturę i rozpuszczone gazy erupcyjnej magmy i mogą być klasyfikowane za pomocą wskaźnika wybuchowości wulkanicznej (VEI) . Erupcje wylewne (VEI 1) o składzie bazaltowym wytwarzają <10 5 m 3 wyrzutów, podczas gdy erupcje ekstremalnie wybuchowe (VEI 5+) o składzie ryolitycznym i dacytowym mogą wyrzucać do atmosfery duże ilości (>10 9 m 3 ) wytrysków.

Nieruchomości

Chemiczny

Rodzaje minerałów obecnych w popiele wulkanicznym zależą od chemii magmy, z której wybuchł. Biorąc pod uwagę, że najobficiej występującymi pierwiastkami w magmie krzemianowejkrzem i tlen , różne rodzaje magmy (a tym samym popiołu) wytwarzane podczas erupcji wulkanicznych są najczęściej wyjaśniane przez zawartość krzemionki. Niskoenergetyczne erupcje bazaltu wytwarzają charakterystyczny ciemny popiół zawierający ~45-55% krzemionki, która jest ogólnie bogata w żelazo (Fe) i magnez (Mg). Najbardziej wybuchowe erupcje riolitów wytwarzają popiół felsowy o wysokiej zawartości krzemionki (>69%), podczas gdy inne rodzaje popiołu o składzie pośrednim (np. andezyt lub dacyt ) mają zawartość krzemionki między 55–69%.

Główne gazy uwalniane podczas aktywności wulkanicznej to woda , dwutlenek węgla , wodór , dwutlenek siarki , siarkowodór , tlenek węgla i chlorowodór . W siarki i chlorowców gazy i metale są usuwane z atmosfery w procesach reakcji chemicznych, na sucho i na mokro osadzania i adsorpcja na powierzchni popiołu wulkanicznego.

Od dawna wiadomo, że szereg związków siarczanowych i halogenkowych (głównie chlorków i fluorków ) jest łatwo uwalnianych ze świeżego popiołu wulkanicznego. Uważa się, że najprawdopodobniej sole te powstają w wyniku szybkiego rozpuszczania się cząstek popiołu w kwasie w pióropuszach erupcyjnych , co, jak się uważa, dostarcza kationy biorące udział w odkładaniu soli siarczanowych i halogenkowych .

Podczas gdy w świeżych odciekach popiołu odnotowano 55 gatunków jonów, najczęściej spotykanymi gatunkami są kationy Na + , K + , Ca 2+ i Mg 2+ oraz aniony Cl , F i SO 4 2− . Stosunki molowe jonów obecnych w odciekach sugerują, że w wielu przypadkach pierwiastki te występują w postaci prostych soli, takich jak NaCl i CaSO 4 . Sekwencyjnie ługowania w eksperymencie popiołu z 1980 erupcji Mount St Helens , chlorki, okazały się najbardziej łatwo rozpuszczalne, a następnie soli siarczanowych fluoru związki są na ogół tylko trudno rozpuszczalny (np CaF 2 , MgF 2 ) z wyjątkiem fluoru, sole metali alkalicznych i związków, takich jak heksafluorokrzemianu wapnia (CaSiF 6 ). Wartość pH świeżych odcieków popiołu jest bardzo zmienna, w zależności od obecności kwaśnego kondensatu gazu (głównie w wyniku gazów SO 2 , HCl i HF w smugach erupcji) na powierzchni popiołu.

Struktura krystaliczno-stała soli działa bardziej jako izolator niż przewodnik . Jednak po rozpuszczeniu soli w roztworze przez źródło wilgoci (np. mgła, mgła, lekki deszcz itp.), popiół może stać się korozyjny i przewodzący prąd elektryczny. Ostatnie badania wykazały, że przewodność elektryczna popiołu wulkanicznego wzrasta wraz ze wzrostem (1) wilgotności, (2) wzrostu zawartości rozpuszczalnej soli oraz (3) wzrostu zagęszczenia (gęstości nasypowej). Zdolność popiołu wulkanicznego do przewodzenia prądu elektrycznego ma istotne implikacje dla systemów zasilania elektrycznego.

Fizyczny

składniki

Zbliżenie na maleńką cząsteczkę popiołu wulkanicznego, pokazującą wiele maleńkich rurkowatych otworów
Cząstka popiołu wulkanicznego z Mount St. Helens

Cząsteczki popiołu wulkanicznego, które wybuchły podczas erupcji magmy, składają się z różnych frakcji cząstek szklistych (szklistych, niekrystalicznych), krystalicznych lub litycznych (niemagmowych). Popiół wytwarzany podczas erupcji magmowych o niskiej lepkości (np. erupcje bazaltowe na Hawajach i Strombolii ) wytwarza szereg różnych piroklastów zależnych od procesu erupcji. Na przykład popiół zebrany z hawajskich fontann lawowych składa się z piroklastów syderomanu (jasnobrązowe szkło bazaltowe), które zawierają mikrolity (małe kryształy hartujące , nie mylić z rzadkim mikrolitem mineralnym ) i fenokryształy . Nieco bardziej lepkie erupcje bazaltu (np. Strombolian) tworzą różnorodne piroklasty, od nieregularnych kropel syderomelanu do blokowych tachylitów (czarnych do ciemnobrązowych piroklastów mikrokrystalicznych). Natomiast większość popiołu wysokokrzemionkowego (np. ryolit) składa się ze sproszkowanych produktów pumeksu (odłamki szkliste), pojedynczych fenokryształów (frakcja krystaliczna) i niektórych fragmentów litu ( ksenolit ).

Popiół generowany podczas erupcji freatycznych składa się głównie ze zmienionych hydrotermalnie fragmentów litu i minerałów, zwykle w matrycy gliny. Powierzchnie cząstek są często pokrywane agregatów z zeolitu kryształów lub gliny i tylko reliktowych tekstury pozostaje do identyfikacji pyroclast typy.

Morfologia

Zdjęcie popiołu z mikroskopu świetlnego z erupcji Mount St. Helens w stanie Waszyngton w 1980 r.

Morfologia (kształt) popiołu wulkanicznego jest kontrolowana przez mnóstwo różnych procesów erupcyjnych i kinematycznych. Wybuchy magm o niskiej lepkości (np. bazaltu) zazwyczaj tworzą cząstki w kształcie kropelek. Ten kształt kropel jest częściowo kontrolowany przez napięcie powierzchniowe , przyspieszenie kropel po opuszczeniu otworu wentylacyjnego oraz tarcie powietrza. Kształty wahają się od idealnych kulek po różnorodne skręcone, wydłużone kropelki o gładkich, płynnych powierzchniach.

Morfologia popiołu z erupcji magm o wysokiej lepkości (np. ryolit, dacyt i niektóre andezyty) zależy głównie od kształtu pęcherzyków w magmie wznoszącej się przed rozpadem. Pęcherzyki powstają w wyniku ekspansji gazu magmowego, zanim magma stwardnieje. Cząstki popiołu mogą mieć różne stopnie pęcherzykowatości, a cząstki pęcherzykowe mogą mieć wyjątkowo wysoki stosunek powierzchni do objętości. Wklęsłości, niecki i rurki obserwowane na powierzchni ziaren są wynikiem pękniętych ścian pęcherzyków. Cząsteczki szklistego popiołu z erupcji magmy o wysokiej lepkości są zazwyczaj kanciastymi, pęcherzykowatymi fragmentami pumeksu lub fragmentami cienkich ścian pęcherzyka, podczas gdy fragmenty litu w popiele wulkanicznym są zazwyczaj równe lub od kątowych do podokrągłych. Morfologia litu w popiele jest ogólnie kontrolowana przez właściwości mechaniczne skały ściennej, rozbijanej przez odpryski lub wybuchowe rozszerzanie się gazów w magmie, gdy dociera ona do powierzchni.

Morfologia cząstek popiołu z erupcji freatomagmowych jest kontrolowana przez naprężenia w schłodzonej magmie, które powodują fragmentację szkła w celu utworzenia małych bryłowatych lub piramidalnych cząstek popiołu szklanego. Kształt i gęstość pęcherzyków odgrywają jedynie niewielką rolę w określaniu kształtu ziarna w erupcjach freatomagmatycznych. Podczas tego rodzaju erupcji unosząca się magma jest szybko schładzana w kontakcie z wodą gruntową lub powierzchniową. Naprężenia w „wygaszonej” magmie powodują fragmentację na pięć dominujących typów kształtów piroklastów: (1) blokowy i equant; (2) pęcherzykowate i nieregularne o gładkich powierzchniach; (3) podobne do mchu i zawiłe; (4) kulisty lub przypominający kroplę; oraz (5) płytkopodobny.

Gęstość

Gęstość poszczególnych cząstek zmienia się wraz z różnymi erupcjami. Gęstość popiołu wulkanicznego waha się między 700–1200 kg/m 3 dla pumeksu, 2350–2450 kg/m 3 dla odłamków szkła, 2700–3300 kg/m 3 dla kryształów i 2600–3200 kg/m 3 dla cząstek litu . Ponieważ grubsze i gęstsze cząstki osadzają się blisko źródła, drobne odłamki szkła i pumeksu są stosunkowo wzbogacone w osady popiołu w miejscach dystalnych. Wysoka gęstość i twardość (~5 w skali twardości Mohsa ) w połączeniu z wysokim stopniem kątowości sprawiają, że niektóre rodzaje popiołu wulkanicznego (szczególnie te o wysokiej zawartości krzemionki) są bardzo ścierne.

Wielkość ziarna

Rozkłady wielkości ziaren popiołu wulkanicznego z czterech erupcji wulkanicznych

Popiół wulkaniczny składa się z cząstek (piroklastów) o średnicach <2 mm (cząstki >2 mm są klasyfikowane jako lapilli) i może mieć nawet 1 μm. Ogólny rozkład wielkości ziaren popiołu może się znacznie różnić w zależności od różnych składów magmy. Podjęto niewiele prób skorelowania charakterystyki wielkości ziarna złoża z charakterystyką zdarzenia, które go wytworzyło, chociaż można poczynić pewne przewidywania. Magmy ryolityczne generalnie wytwarzają drobniej uziarniony materiał w porównaniu z magmami bazaltowymi, ze względu na wyższą lepkość, a tym samym wybuchowość. Proporcje drobnego popiołu są wyższe w przypadku erupcji wybuchów krzemowych, prawdopodobnie dlatego, że wielkość pęcherzyków w magmie przederupcyjnej jest mniejsza niż w magmie maficznej. Istnieją mocne dowody na to, że przepływy piroklastyczne wytwarzają wysokie proporcje drobnego popiołu przez komunizację i jest prawdopodobne, że proces ten zachodzi również wewnątrz kanałów wulkanicznych i byłby najbardziej wydajny, gdy powierzchnia fragmentacji magmy znajduje się znacznie poniżej krateru szczytowego.

Rozproszenie

Pióropusz popiołu unoszący się z Mount Redoubt po erupcji 21 kwietnia 1990 r.

Cząsteczki popiołu są wprowadzane do kolumn erupcyjnych, gdy są wyrzucane z otworu wentylacyjnego z dużą prędkością. Początkowy pęd z erupcji napędza kolumnę w górę. Gdy powietrze jest wciągane do kolumny, gęstość nasypowa zmniejsza się i zaczyna wznosić się w atmosferze. W punkcie, w którym gęstość nasypowa kolumny jest taka sama, jak w otaczającej atmosferze, kolumna przestanie się wznosić i zacznie poruszać się na boki. Dyspersja boczna jest kontrolowana przez przeważające wiatry, a popiół może osadzać się setki do tysięcy kilometrów od wulkanu, w zależności od wysokości kolumny erupcji, wielkości cząstek popiołu i warunków klimatycznych (zwłaszcza kierunku i siły wiatru oraz wilgotności).

Pióropusz popiołu i opad popiołu w Mount Pagan , maj 1994 r.

Opadanie popiołu następuje natychmiast po erupcji i jest kontrolowane przez gęstość cząstek. Początkowo gruboziarniste cząstki wypadają blisko źródła. Następnie następuje opadanie akrecyjnych lapilli , co jest wynikiem aglomeracji cząstek w kolumnie. Opad popiołu jest mniej skoncentrowany podczas końcowych etapów, gdy kolumna porusza się z wiatrem. Powoduje to osadzanie się popiołu, którego grubość i wielkość ziarna zmniejsza się wykładniczo wraz ze wzrostem odległości od wulkanu. Drobne cząstki popiołu mogą pozostawać w atmosferze przez kilka dni lub tygodni i być rozpraszane przez wiatry na dużych wysokościach. Cząstki te mogą oddziaływać na przemysł lotniczy (patrz rozdział o wpływach) i, w połączeniu z cząsteczkami gazu, mogą wpływać na globalny klimat.

Pióropusze popiołu wulkanicznego mogą tworzyć się powyżej prądów gęstości piroklastycznej, są to tak zwane pióropusze ko-ignimbrite. Gdy prądy gęstości piroklastycznej oddalają się od wulkanu, mniejsze cząstki są usuwane z przepływu przez elutriację i tworzą mniej gęstą strefę nad głównym przepływem. Strefa ta następnie porywa otaczające powietrze i tworzy się pływający pióropusz współzapłonu. Te pióropusze mają zwykle wyższe stężenia drobnych cząstek popiołu w porównaniu z pióropuszami erupcji magmowej z powodu ścierania w prądzie gęstości piroklastycznej.

Oddziaływania

Wzrost liczby ludności spowodował stopniowe wkraczanie zabudowy miejskiej na obszary o wyższym ryzyku, bliżej centrów wulkanicznych, zwiększając narażenie ludzi na wypadki popiołu wulkanicznego.

Bezpośrednie skutki zdrowotne popiołu wulkanicznego dla ludzi są zwykle krótkotrwałe i łagodne dla osób o normalnym stanie zdrowia, chociaż długotrwałe narażenie potencjalnie stwarza pewne ryzyko wystąpienia krzemicy u pracowników bez ochrony. Większy niepokój budzi wpływ popiołu wulkanicznego na infrastrukturę krytyczną dla wspierania nowoczesnych społeczeństw, szczególnie na obszarach miejskich, gdzie duże zagęszczenie zaludnienia stwarza duże zapotrzebowanie na usługi. Kilka niedawnych erupcji pokazało wrażliwość obszarów miejskich, które otrzymały tylko kilka milimetrów lub centymetrów popiołu wulkanicznego. To wystarczyło, aby spowodować zakłócenia w transporcie, elektryczności , wodociągach , kanalizacji i kanalizacji deszczowej . Koszty zostały poniesione z powodu zakłóceń w działalności, wymiany uszkodzonych części i ubezpieczonych strat. Wpływ opadu popiołu na infrastrukturę krytyczną może również powodować liczne efekty domina, które mogą zakłócić wiele różnych sektorów i usług.

Spadek popiołu wulkanicznego jest destrukcyjny fizycznie, społecznie i ekonomicznie. Pył wulkaniczny może wpływać zarówno na obszary bliższe, jak i obszary oddalone o setki kilometrów od źródła, powodując zakłócenia i straty w wielu różnych sektorach infrastruktury. Oddziaływania zależą od: grubości opadania popiołu; wielkość ziarna i chemia popiołu; czy popiół jest mokry czy suchy; czas trwania opadania popiołu; oraz wszelkie środki gotowości , zarządzania i zapobiegania (łagodzenia) zastosowane w celu zmniejszenia skutków opadania popiołu. Różne sektory infrastruktury i społeczeństwa podlegają różnym wpływom i są podatne na szereg oddziaływań lub konsekwencji. Zostały one omówione w kolejnych sekcjach.

Zdrowie ludzi i zwierząt

Wiadomo, że zawieszone w powietrzu cząstki popiołu o średnicy mniejszej niż 10 µm mogą być wdychane, a osoby narażone na opady popiołu odczuwają dyskomfort w oddychaniu, trudności w oddychaniu, podrażnienie oczu i skóry oraz objawy ze strony nosa i gardła. Większość z tych skutków ma charakter krótkotrwały i nie uważa się, że stanowią one znaczące zagrożenie dla zdrowia osób bez wcześniejszych schorzeń układu oddechowego . Skutki zdrowotne popiołu wulkanicznego zależą od wielkości ziarna, składu mineralogicznego i powłoki chemicznej na powierzchni cząstek popiołu. Dodatkowymi czynnikami związanymi z potencjalnymi objawami ze strony układu oddechowego są częstotliwość i czas trwania narażenia, stężenie popiołu w powietrzu oraz respirabilna frakcja popiołu; udział popiołu o średnicy mniejszej niż 10 mikrometrów, znane jako PM 10 . Ważny może być również kontekst społeczny.

Możliwe są chroniczne skutki zdrowotne opadów popiołu wulkanicznego, ponieważ wiadomo, że narażenie na wolną krzemionkę krystaliczną powoduje krzemicę . Minerały z tym związane to kwarc , krystobalit i trydymit , które mogą wszystkie występować w popiele wulkanicznym. Minerały te są określane jako „wolna” krzemionka, ponieważ SiO 2 nie jest przyłączany do innego pierwiastka, aby utworzyć nowy minerał. Jednakże magmy zawierające mniej niż 58% SiO 2 uważa się za prawdopodobne, że zawiera krystaliczną krzemionkę.

Poziomy narażenia na wolną krzemionkę krystaliczną w popiele są powszechnie używane do charakteryzowania ryzyka krzemicy w badaniach zawodowych (dla osób pracujących w górnictwie, budownictwie i innych gałęziach przemysłu), ponieważ jest ona sklasyfikowana jako czynnik rakotwórczy dla ludzi przez Międzynarodową Agencję Badań na raka . Stworzono wytyczne dotyczące narażenia, ale z niejasnym uzasadnieniem; Wytyczne Wielkiej Brytanii dla cząstek stałych w powietrzu (PM10) wynoszą 50 µg/m 3 , a wytyczne USA dotyczące narażenia na krzemionkę krystaliczną wynoszą 50 µg/m 3 . Uważa się, że wytyczne dotyczące poziomów narażenia mogą być przekraczane przez krótki czas bez znaczącego wpływu na zdrowie ogółu populacji.

Nie ma udokumentowanych przypadków krzemicy rozwiniętej w wyniku narażenia na popiół wulkaniczny. Brakuje jednak długoterminowych badań niezbędnych do oceny tych skutków.

Spożywanie popiołu

W przypadku źródeł wód powierzchniowych, takich jak jeziora i zbiorniki, objętość dostępna do rozcieńczenia gatunków jonowych wypłukiwanych z popiołu jest ogólnie duża. Najliczniejsze składniki odcieków popiołu (Ca, Na, Mg, K, Cl, F i SO 4 ) występują naturalnie w znacznych stężeniach w większości wód powierzchniowych i dlatego nie mają na nie dużego wpływu nakłady z opadów popiołu wulkanicznego, a także są mało niepokojące w wodzie pitnej, z wyjątkiem fluoru . Pierwiastki takie jak żelazo , mangan i aluminium są powszechnie wzbogacane w tle przez opady wulkaniczne. Pierwiastki te mogą nadawać wodzie metaliczny posmak i mogą powodować czerwone, brązowe lub czarne plamy na białej zastawie, ale nie są uważane za zagrożenie dla zdrowia. Nie wiadomo, czy opady wulkaniczne powodowały problemy z zaopatrzeniem w wodę dla toksycznych pierwiastków śladowych, takich jak rtęć (Hg) i ołów (Pb), które występują w bardzo niskich stężeniach w odciekach z popiołu.

Popiół spożyciem może być szkodliwy dla zwierząt , powodując ścieranie zębów, w przypadku wysokiej fluoru treści, zatrucie fluorem (toksyczne w ilości> 100 mg / g) dla wypasu zwierząt. Wiadomo z erupcji Laki w Islandii w 1783 roku, że zatrucie fluorem nastąpiło u ludzi i zwierząt gospodarskich w wyniku chemii popiołu i gazu, które zawierały wysoki poziom fluorowodoru . Po erupcjach Mount Ruapehu w Nowej Zelandii w latach 1995/96 , dwa tysiące owiec i jagniąt padło po dotknięciu fluorozą podczas wypasu na lądzie, na którym spadł tylko 1–3 mm popiołu. Objawy fluorozy u bydła narażonego na popiół obejmują brązowożółte lub zielonoczarne plamki na zębach oraz nadwrażliwość na ucisk nóg i pleców. Spożycie popiołu może również powodować blokady żołądkowo-jelitowe. Owce, które połknęły popiół z wybuchu wulkanu Mount Hudson w Chile w 1991 roku , cierpiały na biegunkę i osłabienie.

Inne skutki dla zwierząt gospodarskich

Ash zbierającą się w tylnej wełny owiec może dodać znaczną masę, co prowadzi do zmęczenia i owce, które nie może wstać. Opady deszczu mogą powodować znaczne obciążenie, ponieważ zwiększają wagę popiołu. Kawałki wełny mogą odpaść, a jakakolwiek pozostała na owcach wełna może być bezwartościowa, ponieważ złe odżywianie związane z erupcjami wulkanów wpływa na jakość włókna. Ponieważ podczas erupcji zwykłe pastwiska i rośliny pokrywają się popiołem wulkanicznym, niektóre zwierzęta gospodarskie mogą jeść wszystko, co jest dostępne, w tym rośliny toksyczne. Istnieją doniesienia o naturalnych aborcjach kóz i owiec w Chile i Argentynie w związku z erupcjami wulkanów.

Infrastruktura

Elektryczność

Rozgorzenie izolatora elektrycznego spowodowane zanieczyszczeniem popiołem wulkanicznym

Pył wulkaniczny może powodować zakłócenia w systemach zasilania elektrycznego na wszystkich poziomach wytwarzania, przetwarzania, przesyłania i dystrybucji energii. Istnieją cztery główne oddziaływania wynikające z zanieczyszczenia popiołem aparatury wykorzystywanej w procesie dostarczania energii:

  • Mokre osady popiołu na izolatorach wysokiego napięcia mogą inicjować prąd upływowy (niewielki przepływ prądu przez powierzchnię izolatora), który, jeśli zostanie osiągnięty wystarczający prąd, może spowodować „rozgorzenie” (niezamierzone wyładowanie elektryczne wokół lub na powierzchni izolacji). materiał).
Jeśli wynikowy prąd zwarciowy jest wystarczająco wysoki, aby wyzwolić wyłącznik, nastąpi przerwa w działaniu. Wybuch wywołany popiołem na izolacji transformatora (przepustach) może nieodwracalnie spalić, wytrawić lub pęknąć izolację i może spowodować przerwanie zasilania.
  • Popiół wulkaniczny może powodować erozję, wgłębianie się i czyszczenie metalowych urządzeń, zwłaszcza ruchomych części, takich jak turbiny wodne i wiatrowe oraz wentylatory chłodzące w transformatorach lub elektrowniach cieplnych.
  • Wysoka gęstość nasypowa niektórych osadów popiołu może powodować zerwanie linii i uszkodzenie stalowych wież i drewnianych słupów z powodu obciążenia popiołem. Jest to najbardziej niebezpieczne, gdy popiół i/lub linie i konstrukcje są wilgotne (np. przez opady) i nastąpił opad popiołu ≥10 mm. Drobnoziarnisty popiół (np. <0,5 mm średnicy) najłatwiej przylega do linii i struktur. Popiół wulkaniczny może również obciążać zwisającą roślinność, powodując jej opadanie na linie. Gromadzenie się śniegu i lodu na linach oraz zwisająca roślinność dodatkowo zwiększa ryzyko zerwania i/lub załamania się lin i innego sprzętu.
  • Kontrolowane przestoje wrażliwych punktów przyłączeniowych (np. podstacji ) lub obwodów do czasu opadnięcia popiołu lub do czyszczenia sprzętu bez zasilania.

Zaopatrzenie w wodę pitną

Turbina wodna z elektrowni wodnej Agoyan erodowana przez wodę zawierającą popioły wulkaniczne

Systemy zasilane wodą gruntową są odporne na uderzenia opadu popiołu, chociaż popiół unoszący się w powietrzu może zakłócać działanie pomp odwiertowych. Przerwy w dostawie energii elektrycznej spowodowane opadami popiołu mogą również zakłócać pracę pomp zasilanych elektrycznie, jeśli nie ma zapasowego wytwarzania.

Fizyczne skutki opadów popiołu mogą wpływać na działanie oczyszczalni ścieków. Popiół może blokować struktury wlotowe, powodować poważne uszkodzenia wirników pomp przez ścieranie i przeciążać silniki pomp. Popiół może przedostawać się do systemów filtracyjnych, takich jak otwarte filtry piaskowe, zarówno przez bezpośrednie opadnięcie, jak i przez wody wlotowe. W większości przypadków wymagana będzie zwiększona konserwacja, aby poradzić sobie ze skutkami opadu popiołu, ale nie nastąpią przerwy w świadczeniu usług.

Ostatnim etapem uzdatniania wody pitnej jest dezynfekcja, aby upewnić się, że końcowa woda pitna jest wolna od zakaźnych mikroorganizmów. Ponieważ zawieszone cząstki (zmętnienie) mogą stanowić podłoże do wzrostu mikroorganizmów i chronić je przed dezynfekcją, niezwykle ważne jest, aby proces uzdatniania wody osiągnął dobry poziom usuwania zawieszonych cząstek. Konieczne może być zwiększenie chlorowania, aby zapewnić odpowiednią dezynfekcję.

Wiele gospodarstw domowych i niektóre małe społeczności korzystają z wody deszczowej jako źródła wody pitnej. Systemy zasilane z dachu są bardzo podatne na zanieczyszczenie przez opad popiołu, ponieważ mają dużą powierzchnię w stosunku do pojemności zbiornika magazynowego. W takich przypadkach wypłukiwanie zanieczyszczeń chemicznych z opadów popiołu może stanowić zagrożenie dla zdrowia i nie zaleca się picia wody. Przed opadem popiołu należy odłączyć rury spustowe, aby zabezpieczyć wodę w zbiorniku. Kolejnym problemem jest to, że powłoka powierzchniowa świeżego popiołu wulkanicznego może być kwaśna. W przeciwieństwie do większości wód powierzchniowych, woda deszczowa ma generalnie bardzo niską zasadowość (zdolność neutralizacji kwasów), a zatem opady popiołu mogą zakwaszać wody w zbiornikach. Może to prowadzić do problemów z ołowioworozpuszczalnością , przez co woda jest bardziej agresywna w stosunku do materiałów, z którymi ma kontakt. Może to stanowić szczególny problem, jeśli na dachu zastosowano gwoździe ołowiane lub ołowiane obróbki blacharskie, a także w przypadku rur miedzianych i innych metalowych złączek hydraulicznych.

Podczas opadów deszczu często stawiane są duże wymagania dotyczące zasobów wodnych w celu oczyszczenia, co może prowadzić do niedoborów. Niedobory zagrażają kluczowym usługom, takim jak gaszenie pożarów, i mogą prowadzić do braku wody do celów higienicznych, sanitarnych i picia. Władze miejskie muszą uważnie monitorować i zarządzać tym zapotrzebowaniem na wodę i być może będą musiały doradzić społeczeństwu stosowanie metod oczyszczania, które nie wykorzystują wody (np. czyszczenie za pomocą miotły zamiast węży).

Oczyszczanie ścieków

Sieci kanalizacyjne mogą doznać uszkodzeń podobnych do sieci wodociągowych. Bardzo trudno jest wykluczyć popiół z kanalizacji. Najbardziej zagrożone są systemy z połączonymi przewodami wody deszczowej/kanalizacyjnej. Popiół dostanie się do przewodów kanalizacyjnych, w których występuje dopływ/infiltracja wody deszczowej przez nielegalne połączenia (np. z rur spustowych dachowych), połączenia poprzeczne, wokół pokryw włazów lub przez dziury i pęknięcia w rurach kanalizacyjnych.

Ścieki z popiołem dostające się do oczyszczalni mogą powodować awarię mechanicznych urządzeń do wstępnego przesiewania, takich jak przesiewacze schodkowe lub przesiewacze obrotowe. Popiół wnikający dalej do systemu osadza się i zmniejsza wydajność reaktorów biologicznych oraz zwiększa objętość osadu i zmienia jego skład.

Samolot

Główne uszkodzenia poniesione przez samoloty lecące w chmurę popiołu wulkanicznego to ścieranie powierzchni skierowanych do przodu, takich jak przednia szyba i krawędzie natarcia skrzydeł, oraz gromadzenie się popiołu w otworach powierzchniowych, w tym silnikach. Przetarcie przednich szyb i świateł lądowania zmniejszy widoczność, zmuszając pilotów do polegania na swoich instrumentach. Jednak niektóre przyrządy mogą podawać nieprawidłowe odczyty, ponieważ czujniki (np. rurki Pitota ) mogą zostać zablokowane popiołem. Wtargnięcie popiołu do silników powoduje uszkodzenie łopatek wentylatora sprężarki przez ścieranie. Popiół eroduje ostre łopatki w sprężarce, zmniejszając jej wydajność. Popiół topi się w komorze spalania, tworząc stopione szkło. Popiół zestala się następnie na łopatkach turbiny, blokując przepływ powietrza i powodując zatrzymanie silnika.

Skład większości popiołu jest taki, że jego temperatura topnienia mieści się w zakresie temperatury roboczej (>1000 °C) nowoczesnych dużych silników odrzutowych . Stopień zderzenia zależy od stężenia popiołu w pióropuszu, czasu, jaki samolot spędza w pióropuszu oraz działań podejmowanych przez pilotów. Co krytyczne, topienie popiołu, zwłaszcza szkła wulkanicznego, może powodować gromadzenie się ponownie zakrzepłego popiołu na łopatkach prowadzących dyszy turbiny, co skutkuje zatrzymaniem sprężarki i całkowitą utratą ciągu silnika. Standardową procedurą układu sterowania silnikiem po wykryciu możliwego przeciągnięcia jest zwiększenie mocy, co zaostrzyłoby problem. Zaleca się, aby piloci zmniejszyli moc silnika i szybko opuścili chmurę, wykonując w dół obrót o 180°. Gazy wulkaniczne, które są obecne w chmurach popiołu, mogą również powodować uszkodzenia silników i akrylowych szyb przednich oraz mogą utrzymywać się w stratosferze jako prawie niewidoczny aerozol przez dłuższy czas.

Występowanie

Istnieje wiele przypadków uszkodzenia samolotów odrzutowych w wyniku spotkania z popiołem. 24 czerwca 1982 r. Boeing 747-236B British Airways ( lot 9 ) przeleciał przez chmurę popiołu z erupcji Mount Galunggung w Indonezji, powodując awarię wszystkich czterech silników. Samolot zszedł 24 000 stóp (7300 m) w 16 minut przed ponownym uruchomieniem silników, umożliwiając samolotowi wykonanie awaryjnego lądowania. W dniu 15 grudnia 1989 roku, o KLM Boeing 747-400 ( lot 867 ) również stracił moc na wszystkie cztery silniki po locie do chmurą popiołu z Mount Redoubt , Alaska . Po upadku 14700 stóp (4500 m) w ciągu czterech minut, silniki uruchomiono zaledwie 1-2 minuty przed uderzeniem. Całkowite uszkodzenia wyniosły 80 mln USD, a naprawa samolotu zajęła 3 miesiące. W latach 90. samoloty komercyjne (niektóre w powietrzu, inne na ziemi) spowodowały dalsze szkody o wartości 100 mln USD w wyniku erupcji góry Pinatubo na Filipinach w 1991 roku .

W kwietniu 2010 roku, przestrzeń powietrzna w całej Europie została naruszona, wiele lotów zostało odwołanych – co było bezprecedensowe – z powodu obecności popiołu wulkanicznego w górnych warstwach atmosfery z erupcji islandzkiego wulkanu Eyjafjallajökull . W dniu 15 kwietnia 2010 roku Fińskie Siły Powietrzne wstrzymały loty szkoleniowe, gdy w jednym z myśliwców Boeing F-18 Hornet wykryto uszkodzenia spowodowane wchłonięciem pyłu wulkanicznego przez silniki jednego z myśliwców Boeing F-18 Hornet . 22 kwietnia 2010 r. loty szkoleniowe RAF Typhoon w Wielkiej Brytanii zostały również czasowo zawieszone po tym, jak w silnikach odrzutowych odkryto osady popiołu wulkanicznego. W czerwcu 2011 r. doszło do podobnych zamknięć przestrzeni powietrznej w Chile, Argentynie, Brazylii, Australii i Nowej Zelandii po erupcji Puyehue-Cordón Caulle w Chile .

Wykrycie
Zasięg dziewięciu VAAC na całym świecie
Przyrząd AVOID zamontowany na kadłubie samolotu testowego AIRBUS A340

Chmury pyłu wulkanicznego są bardzo trudne do wykrycia z samolotu, ponieważ nie istnieją żadne przyrządy pokładowe do ich wykrywania. Jednak nowy system o nazwie Airborne Volcanic Object Infrared Detector (AVOID) został niedawno opracowany przez dr Freda Pratę podczas pracy w CSIRO Australia i Norweskim Instytucie Badań Powietrznych , który pozwoli pilotom wykrywać smugi popiołu na odległość do 60 km (37 mil). ) do przodu i bezpiecznie lataj wokół nich. System wykorzystuje dwie kamery na podczerwień z szybkim próbkowaniem, zamontowane na skierowanej do przodu powierzchni, które są dostrojone do wykrywania popiołu wulkanicznego. System ten może wykryć stężenie popiołu od <1 mg/m 3 do > 50 mg/m 3 , dając pilotom ostrzeżenie na około 7-10 minut. Aparat został przetestowany przez linie lotnicze easyJet , AIRBUS i Nicarnica Aviation (współzałożycieli dr Fred Prata). Wyniki pokazały, że system może działać na odległości ~60 km i do 10 000 stóp, ale nie więcej, bez istotnych modyfikacji.

Ponadto do wykrywania chmur popiołu można wykorzystać obrazy naziemne i satelitarne, radar i lidar . Informacje te są przekazywane między agencjami meteorologicznymi, obserwatoriami wulkanicznymi i liniami lotniczymi za pośrednictwem Volcanic Ash Advisory Centres (VAAC) . Istnieje jeden VAAC dla każdego z dziewięciu regionów świata. VAAC mogą wydawać porady opisujące obecny i przyszły zasięg chmury popiołu.

Systemy lotniskowe

Pył wulkaniczny nie tylko wpływa na operacje w locie, ale może również wpływać na operacje naziemne na lotniskach. Niewielkie nagromadzenie popiołu może ograniczać widoczność, tworzyć śliskie pasy startowe i drogi kołowania, infiltrować systemy komunikacyjne i elektryczne, zakłócać usługi naziemne, uszkadzać budynki i zaparkowane samoloty. Nagromadzenie popiołu przekraczające kilka milimetrów wymaga usunięcia, zanim lotniska będą mogły wznowić pełną działalność. Popiół nie znika (w przeciwieństwie do opadów śniegu) i należy go utylizować w sposób uniemożliwiający ponowne uruchomienie przez wiatr i samoloty.

Transport lądowy

Popiół może zakłócać systemy transportowe na dużych obszarach przez wiele godzin lub dni, w tym drogi i pojazdy, koleje i porty oraz żeglugę. Opadający popiół zmniejszy widoczność, co może utrudnić i uczynić jazdę niebezpieczną. Ponadto szybko poruszające się samochody będą wzburzać popiół, tworząc kłęby chmur, które utrwalają ciągłe zagrożenia widoczności. Nagromadzenie popiołu zmniejszy przyczepność, zwłaszcza gdy jest mokry, i zakryje oznakowania drogowe. Drobnoziarnisty popiół może przedostawać się do otworów w samochodach i ścierać większość powierzchni, zwłaszcza pomiędzy ruchomymi częściami. Filtry powietrza i oleju ulegną zablokowaniu, co wymaga częstej wymiany. Transport kolejowy jest mniej wrażliwy, a zakłócenia spowodowane są głównie zmniejszeniem widoczności.

Na transport morski może mieć również wpływ popiół wulkaniczny. Opadający popiół zablokuje filtry powietrza i oleju oraz ściera ruchome części, jeśli dostanie się do silnika. Nawigacja będzie miała wpływ na zmniejszenie widoczności podczas opadania popiołu. Pęcherzyki popiołu ( pumeks i scoria ) będą unosić się na powierzchni wody w „tratwach z pumeksu”, które mogą szybko zatkać ujęcia wody, prowadząc do przegrzania maszyn.

Komunikacja

Popiół wulkaniczny może oddziaływać na sieci telekomunikacyjne i nadawcze w następujący sposób: tłumienie i zmniejszanie siły sygnału; uszkodzenie sprzętu; i przeciążanie sieci na żądanie użytkownika. Tłumienie sygnału wywołane popiołem wulkanicznym nie jest dobrze udokumentowane; jednak pojawiły się doniesienia o zakłóceniach komunikacji po erupcji Surtsey w 1969 i erupcji Mount Pinatubo w 1991 roku. Badania przeprowadzone przez Auckland Engineering Lifelines Group z siedzibą w Nowej Zelandii ustaliły teoretycznie, że wpływ na sygnały telekomunikacyjne z popiołu byłby ograniczony do usług o niskiej częstotliwości , takich jak komunikacja satelitarna . Zakłócenia sygnału mogą być również powodowane przez pioruny, ponieważ są one często generowane w pióropuszach erupcji wulkanicznych.

Sprzęt telekomunikacyjny może ulec uszkodzeniu w wyniku bezpośredniego spadania popiołu. Większość nowoczesnych urządzeń wymaga stałego chłodzenia z klimatyzatorów . Są one podatne na zablokowanie przez popiół, co zmniejsza ich wydajność chłodzenia. Ciężkie opady popiołu mogą powodować zawalanie się linii telekomunikacyjnych, masztów, kabli, anten, czasz antenowych i wież z powodu załadunku popiołu. Wilgotny popiół może również powodować przyspieszoną korozję elementów metalowych.

Raporty z ostatnich erupcji sugerują, że największe zakłócenia w sieciach komunikacyjnych to przeciążenie z powodu dużego zapotrzebowania użytkowników. Jest to powszechne w przypadku wielu klęsk żywiołowych.

Komputery

Popiół wulkaniczny może mieć wpływ na komputery , a ich funkcjonalność i użyteczność spadają podczas opadów, ale jest mało prawdopodobne, że całkowicie ulegną awarii. Najbardziej wrażliwymi komponentami są elementy mechaniczne, takie jak wentylatory chłodzące , napędy CD , klawiatura , myszy i panele dotykowe . Elementy te mogą zakleszczać się drobnoziarnistym popiołem, co powoduje, że przestają działać; jednak większość z nich można przywrócić do działania poprzez oczyszczenie sprężonym powietrzem. Wilgotny popiół może powodować spięcia elektryczne w komputerach stacjonarnych; jednak nie wpłynie na laptopy.

Budynki i budowle

Uszkodzenia budynków i konstrukcji mogą obejmować całkowite lub częściowe zawalenie się dachu, a także mniej katastrofalne uszkodzenia materiałów zewnętrznych i wewnętrznych. Oddziaływania zależą od grubości popiołu, od tego, czy jest mokry czy suchy, od konstrukcji dachu i budynku oraz od ilości popiołu dostającego się do wnętrza budynku. Ciężar właściwy popiołu może się znacznie różnić, a deszcz może go zwiększyć o 50–100%. Problemy związane z ładowaniem popiołu są podobne do problemów ze śniegiem; jednak popiół jest bardziej dotkliwy, ponieważ 1) ładunek popiołu jest na ogół znacznie większy, 2) popiół nie topi się i 3) popiół może zatykać się i uszkadzać rynny, szczególnie po opadach deszczu. Oddziaływania na obciążenie popiołem zależą od projektu i konstrukcji budynku, w tym nachylenia dachu, materiałów konstrukcyjnych, rozpiętości dachu i systemu podparcia oraz wieku i konserwacji budynku. Generalnie dachy płaskie są bardziej podatne na uszkodzenia i zawalenia się niż dachy skośne. Dachy wykonane z gładkich materiałów (blachy lub szkła) są bardziej podatne na zrzucanie popiołu niż dachy wykonane z materiałów chropowatych (strzecha, asfalt lub gonty drewniane). Zawalenie się dachu może prowadzić do powszechnych obrażeń i śmierci oraz zniszczenia mienia. Na przykład zawalenie się dachów z popiołu podczas erupcji wulkanu Pinatubo 15 czerwca 1991 r. zabiło około 300 osób.

Środowisko i rolnictwo

Popiół wulkaniczny może mieć szkodliwy wpływ na środowisko, co może być trudne do przewidzenia ze względu na dużą różnorodność warunków środowiskowych występujących w strefie opadania popiołu. Naturalne drogi wodne mogą podlegać oddziaływaniu w taki sam sposób, jak miejskie sieci wodociągowe. Popiół zwiększy zmętnienie wody, co może zmniejszyć ilość światła docierającego na mniejsze głębokości, co może hamować wzrost zanurzonych roślin wodnych, a w konsekwencji wpływać na gatunki od nich zależne, takie jak ryby i skorupiaki . Wysokie zmętnienie może również wpływać na zdolność skrzeli ryb do wchłaniania rozpuszczonego tlenu . Nastąpi również zakwaszenie, które obniży pH wody i wpłynie na faunę i florę żyjącą w środowisku. Zanieczyszczenie fluorkiem nastąpi, jeśli popiół zawiera wysokie stężenia fluoru.

Akumulacja popiołu wpłynie również na pastwiska, rośliny i drzewa, które są częścią przemysłu ogrodniczego i rolniczego . Cienkie opady popiołu (<20 mm) mogą zniechęcić zwierzęta gospodarskie do jedzenia i mogą hamować transpirację i fotosyntezę oraz wpływać na wzrost. Może wystąpić wzrost produkcji pastwisk z powodu efektu mulczowania i niewielkiego efektu nawożenia, tak jak miało to miejsce po erupcjach Mount St. Helens w 1980 i 1995/96 Mt Ruapehu. Cięższe opady całkowicie pogrzebią pastwiska i glebę, prowadząc do śmierci pastwisk i sterylizacji gleby z powodu niedotlenienia. Przeżycie roślin zależy od grubości popiołu, składu chemicznego popiołu, zagęszczenia popiołu, ilości opadów, czasu zakopywania i długości łodyg roślinnych w czasie opadania popiołu.

Najbardziej narażone na opad popiołu są młode lasy (drzewa <2 lat), które prawdopodobnie zostaną zniszczone przez osady popiołu >100 mm. Opadanie popiołu raczej nie zabije dojrzałych drzew, ale ładowanie popiołu może spowodować złamanie dużych gałęzi podczas ciężkich opadów popiołu (>500 mm). Może również wystąpić defoliacja drzew, zwłaszcza jeśli w opadu jesionu występuje gruboziarnisty składnik popiołu.

Rekultywacja terenu po opadach popiołu może być możliwa w zależności od grubości pokładu popiołu. Zabieg rehabilitacyjny może obejmować: bezpośrednie wysiewanie złoża; mieszanie osadu z zakopaną glebą; zgarnianie osadów popiołu z powierzchni ziemi; i nałożenie nowej wierzchniej warstwy gleby na złoże popiołu.

Współzależność

Współzależność skutków opadów wulkanicznych od erupcji Eyjafjallajökull 2010

Infrastruktura o znaczeniu krytycznym i usługi infrastrukturalne mają kluczowe znaczenie dla funkcjonowania nowoczesnego społeczeństwa, zapewniając: opiekę medyczną, policję, służby ratunkowe oraz linie ratunkowe, takie jak woda, ścieki oraz połączenia energetyczne i transportowe. Często same obiekty o krytycznym znaczeniu są zależne od takich linii ratunkowych pod względem operacyjności, co czyni je podatnymi zarówno na bezpośrednie oddziaływanie zdarzenia stanowiącego zagrożenie, jak i pośrednie skutki przerwania linii ratunkowej.

Oddziaływania na linie życia mogą być również współzależne . Podatność każdej linii życia może zależeć od: rodzaju zagrożenia, gęstości przestrzennej jej krytycznych powiązań, zależności od krytycznych powiązań, podatności na uszkodzenia i szybkości przywracania usług, stanu naprawy lub wieku oraz cech instytucjonalnych lub własności.

Erupcja Eyjafjallajokull na Islandii w 2010 r. podkreśliła wpływ opadania pyłu wulkanicznego na współczesne społeczeństwo oraz naszą zależność od funkcjonalności usług infrastrukturalnych. Podczas tego wydarzenia branża lotnicza poniosła straty związane z przerwami w działalności w wysokości 1,5–2,5 miliarda euro z powodu zamknięcia europejskiej przestrzeni powietrznej na sześć dni w kwietniu 2010 r., a następnie zamknięcia w maju 2010 r. Wiadomo również, że spadek popiołu z tego wydarzenia spowodował straty w lokalnych uprawach w rolnictwie, straty w branży turystycznej, niszczenie dróg i mostów na Islandii (w połączeniu z wodą z roztopów lodowcowych) oraz koszty związane z reagowaniem w sytuacjach awaryjnych i sprzątaniem. Jednak w całej Europie wystąpiły dalsze straty związane z zakłóceniami podróży, branżą ubezpieczeniową, usługami pocztowymi oraz importem i eksportem w Europie i na świecie. Konsekwencje te pokazują współzależność i różnorodność oddziaływań jednego zdarzenia.

Gotowość, łagodzenie i zarządzanie

Mężczyzna w czerwonej koszuli, zamiatający
Mężczyzna trzymający wąż i spryskujący wodą popiół wulkaniczny
Dwie metody zarządzania podczas erupcji Kelud w 2014 roku : zamiatanie (góra) i spryskiwanie wodą (dół)

Przygotowanie na opady popiołu powinno obejmować uszczelnianie budynków, ochronę infrastruktury i domów oraz przechowywanie wystarczających zapasów żywności i wody, aby starczyło na zakończenie opadania popiołu i rozpoczęcie sprzątania. Można nosić maski przeciwpyłowe, aby zmniejszyć wdychanie popiołu i złagodzić wszelkie skutki zdrowotne układu oddechowego. Można nosić gogle w celu ochrony przed podrażnieniem oczu.

W domu, bycie informowanym o aktywności wulkanicznej i posiadanie planów awaryjnych dla alternatywnych lokalizacji schronień, stanowi dobre przygotowanie na wypadek opadu popiołu. Może to zapobiec niektórym skutkom związanym z opadaniem popiołu, zmniejszyć skutki i zwiększyć zdolność człowieka do radzenia sobie z takimi zdarzeniami. Kilka elementów, takich jak latarka, folia chroniąca sprzęt elektroniczny przed dostaniem się popiołu i radioodbiorniki na baterie, są niezwykle przydatne podczas opadów popiołu.

Plany komunikacji należy przygotować wcześniej, aby poinformować o podejmowanych działaniach łagodzących. Części zamienne i systemy zapasowe powinny znajdować się na miejscu przed wypadkami popiołu, aby jak najszybciej ograniczyć zakłócenia usług i funkcjonalność zwrotu. Dobre przygotowanie obejmuje również identyfikację miejsc usuwania popiołu, zanim nastąpi opad popiołu, aby uniknąć dalszego przemieszczania się popiołu i wspomóc sprzątanie.

Opracowano kilka skutecznych technik gospodarowania popiołem, w tym metody czyszczenia i urządzenia do czyszczenia oraz działania mające na celu łagodzenie lub ograniczanie uszkodzeń. Do tych ostatnich należy zakrywanie otworów takich jak: wloty powietrza i wody, silniki lotnicze oraz szyby podczas opadów popiołu. Drogi mogą być zamknięte, aby umożliwić usuwanie spadającego popiołu, lub można wprowadzić ograniczenia prędkości, aby zapobiec problemom motorycznym i utknięciu kierowców po upadku popiołu. Aby zapobiec dalszemu oddziaływaniu na systemy wodociągów podziemnych lub sieci kanalizacyjne, należy odblokować dreny i przepusty oraz zapobiec przedostawaniu się popiołu do systemu. Popiół można zwilżyć (ale nie nasycić) przez zraszanie wodą, aby zapobiec ponownemu mobilizacji popiołu i wspomóc sprzątanie. Dobrą praktyką zarządczą jest również ustalanie priorytetów działań porządkowych w krytycznych obiektach oraz koordynacja działań porządkowych.

Zaleca się ewakuację zwierząt gospodarskich w miejscach, gdzie opady popiołu mogą sięgać 5 cm lub więcej.

Gleby z popiołu wulkanicznego

Głównym zastosowaniem popiołu wulkanicznego jest wzbogacanie gleby. Gdy minerały zawarte w popiele zostaną wymyte do gleby przez deszcz lub inne naturalne procesy, mieszają się one z glebą, tworząc warstwę andizolu . Ta warstwa jest bardzo bogata w składniki odżywcze i jest bardzo dobra do użytku rolniczego; Obecność bujnych lasów na wyspach wulkanicznych jest często wynikiem wzrostu i rozkwitu drzew w bogatym w fosfor i azot andisol. Popiół wulkaniczny może być również używany jako zamiennik piasku.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki