Sadržaj
- Mjerne vage za prirodne događaje
- Mjerenje eksplozivnih erupcija
- Koraci VEI ljestvice
- Koja erupcija ima najviše VEI?
- Učestalost velikih erupcija
- Procjena volumena izbacivanja
- Zašto se vaga zaustavlja na VEI 8?
Indeks vulkanske eksplozivnosti: Kuglice na gornjoj slici predstavljaju volumen eruptirane tefre za neke od najpoznatijih eksplozivnih vulkanskih erupcija. Iako većina ljudi vjeruje da su Vesuvius (79. godine - erupcija Pompeja), Mount St. Helens (1980.) i Mount Pinatubo (1991.) ogromni, oni su vrlo mali u usporedbi s drevnim erupcijama kao što su Wah Wah Springs, Toba, Yellowstone, ili Long Valley Caldera.
Indeks vulkanske eksplozivnosti: Indeks vulkanske eksplozivnosti temelji se na volumenu tefre proizvedenoj tijekom erupcije. Kuglice u ovom dijagramu daju relativnu usporedbu veličine za svaki korak indeksa.
Mjerne vage za prirodne događaje
Mjerenje veličine ili snage prirodnih događaja oduvijek je bio izazov za prirodne znanstvenike. Oni su razvili ljestvicu Richterove magnitude za procjenu količine energije oslobođene potresom, ljestvicu Saffir-Simpson za procjenu potencijala uragana i Fujita ljestvicu za ocjenu intenziteta uragana. Ove su vage korisne za usporedbu različitih događaja i za razumijevanje količine štete koju mogu izazvati događaji različite veličine.
Mjerenje jačine vulkanske erupcije izazovnije je od prikupljanja podataka o brzini vjetra ili mjerenja gibanja tla instrumentom. Vulkanske erupcije proizvode različite vrste proizvoda, imaju različito trajanje i razvijaju se na različite načine. Postoji i problem što su neke erupcije eksplozivne (kameni materijali se odbacuju iz ventilacionog otvora), dok su druge erupcije eksplozivne (rastopljeni kamen se izliva iz otvora).
Ponovna erupcija: Oblak erupcije s vulkana Redoubt promatran s poluotoka Kenai. Ta je erupcija trajala od 14. prosinca 1989. do 20. lipnja 1990. Bio je samo VEI 3. Toba je bio oko 10 000 puta eksplozivniji. Fotografija R. Clucasa, 21. travnja 1990. Slika USGS. Uvećaj. Više informacija.
Mjerenje eksplozivnih erupcija
Chris Newhall iz američkog Geološkog pregleda i Stephen Self sa Sveučilišta na Havajima razvili su indeks vulkanske eksplozivnosti (VEI) 1982. To je relativna ljestvica koja omogućava uspoređivanje eksplozivnih vulkanskih erupcija jedna s drugom. Vrlo je vrijedan jer se može koristiti kako za nedavne erupcije, kojima su znanstvenici svjedočili, tako i povijesne erupcije koje su se dogodile prije tisuće do milijuna godina.
Primarna karakteristika erupcije koja se koristi za određivanje indeksa vulkanske eksplozivnosti je volumen piroklastičnog materijala koji vulkan izbacuje. Piroklastični materijal uključuje vulkanski pepeo, tefru, piroklastične tokove i druge vrste izbacivanja. Visina stupca erupcije i trajanje erupcije također se uzimaju u obzir prilikom dodjeljivanja razine VEI erupciji.
Povezano: Vulkanske opasnosti
Wah Wah Springs: Eric Christiansen i Myron Best sa Sveučilišta Brigham Young objašnjavaju dokaze koji podržavaju erupciju Wah Wah Springsa kao jedne od najvećih, ako ne i najvećih, eksplozivnih vulkanskih erupcija.
Tuff ribarskog kanjona: Još jedna erupcija VEI 8 koja se suprotstavljala Wah Wah Springsu dogodila se prije oko 28 milijuna godina u sadašnjem jugozapadnom Koloradu. Erupcija u La Garita Caldera proizvela je Tuff Fish Canyon, dacitski ignimbrit, s izvornom procijenjenom zapreminom od oko 5000 kubičnih kilometara! Slika USGS-a. Uvećaj / izvor slike.
Koraci VEI ljestvice
VEI ljestvica počinje od 0 za erupcije koje proizvode manje od 0,0001 kubični kilometar izbacivanja. Većina tih erupcija vrlo je malene veličine. Međutim, neki od njih su "eksplozivni", a ne kao "eksplozivni". Za eruptivne erupcije karakteristična je lava koja izlazi iz ventilacijskog otvora, a ne izbacivanje izduvanog otvora.
Erupcije ocijenjene na VEI 1 proizvode između 0,0001 i 0,001 kubičnih kilometara izbacivanja. Iznad VEI 1, ljestvica postaje logaritamska, što znači da svaki korak na ljestvici predstavlja 10X povećanje količine izbačenog materijala. Izbacivanja VEI 2 stvaraju izbacivanje između 0,001 i 0,01 kubnih kilometara. Erupcije VEI 3 stvaraju izbacivanje između 0,01 i 0,1 kubnih kilometara. Napredak skale od VEI 0 do VEI 8 prikazan je na dijagramu na ovoj stranici.
Sa svakim korakom na skali koji predstavlja eksplozivnost od 10X, VEI 5 otprilike je deset puta eksplozivniji od VEI 4. Dva koraka skale predstavlja povećanje eksplozivnosti od 100X. Na primjer, VEI 6 je otprilike 100 puta eksplozivniji od VEI 4. VEI 8 je milijun puta eksplozivniji od VEI 2. Sve se to temelji na zapremini izbacivanja.
Budući da je svaki korak ljestvice 10-postotni porast izbačenog materijala, ogromna je razlika u veličini erupcije na donjem kraju koraka i erupciji na visokom kraju koraka. Iz tog razloga se "+" često dodaje erupcijama za koje se zna da se nalaze na gornjem dijelu koraka. Na primjer, erupcija Katle na Južnom Islandu 12. listopada 1918. ocijenjena je VEI 4+ jer je erupcija bila vrlo jaka VEI 4.
Wah Wah Springs: Eric Christiansen i Myron Best sa Sveučilišta Brigham Young objašnjavaju dokaze koji podržavaju erupciju Wah Wah Springsa kao jedne od najvećih, ako ne i najvećih, eksplozivnih vulkanskih erupcija.
Mjesto za uklanjanje Tobe: Prije otprilike 73 000 godina, vulkan poznat kao "Toba" eruptirao je na otoku Sumatri u Indoneziji. Bila je to jedna od najvećih vulkanskih erupcija koja se može dokumentirati trenutnim dokazima. Smatra se da je eksplozija pošumila dijelove Indije - udaljene oko 3000 milja - i izbacila oko 2600 kubnih kilometara vulkanskih krhotina. Danas je krater najveće svjetsko vulkansko jezero - dugačko oko 100 kilometara i široko 35 kilometara. Slika sačinjena korištenjem podataka Landsat Geocover 2000 od NASA-e.
Koja erupcija ima najviše VEI?
Oko pedeset erupcija ocijenjeno je VEI-om 8 jer se smatra da su proizveli nevjerojatnih 1.000 kubnih kilometara ili više izbacivanja. Bila bi to masa nekompaktnog izbacivanja dužine deset kilometara, širine deset kilometara i dubine deset kilometara. Erupcije na Tobi (prije 74 000 godina), Yellowstoneu (prije 640 000 godina) i jezeru Taupo (prije 26 500 godina) tri su od 47 identificiranih VEI 8 mjesta.
Erupcija VEI 8 s najvećim poznatim količinama izbacivanja je erupcija Wah Wah Springs koja se dogodila u sadašnjoj državi Utah, prije otprilike 30 milijuna godina. Procjenjuje se da je u oko tjedan dana proizveo preko 5500 kubičnih kilometara izbacivanja.
Erupcija (e) u zamkama Parana i Etendeka imala je eruptivni volumen od preko 2,6 milijuna kubičnih kilometara. Međutim, smatra se da su to efuzivne erupcije koje proizvode tekuću bazaltnu lavu, a ne eksplozivne erupcije koje proizvode ejekturu. Erupcija (e) Parane i Etendeke dogodila se prije otprilike 128 do 138 milijuna godina. Njihov tok lave proteže se od istočnog Brazila do zapadnih dijelova Namibije i Angole. Dogodile su se kad su bile povezane Afrika i Južna Amerika.
Povezano: Vrste vulkanskih erupcija
Erupcija brda St. Helens: Većina erupcija na brdu St. Helens 18. svibnja 1980. smatrala je ogromnom erupcijom. Eksplozija je uklonila gornjih 400 metara planine, stvorila je lavinu krhotina koja je prekrila 62 četvorna kilometra i srušila stabla na površini od oko 600 četvornih kilometara. Ta erupcija bila je VEI 4. Toba je pri VEI 8 bio otprilike 10.000 puta eksplozivan. Slika USGS-a.
Učestalost velikih erupcija
Kao i kod većine prirodnih događaja, i male erupcije vulkana vrlo su česte, a velike erupcije vrlo rijetke. Podaci s lijeve strane iz Geološkog istraživanja Sjedinjenih Država sažima relativnu učestalost erupcija različitih VEI ocjena. To jasno pokazuje rijetkost visokih erupcija VEI - ali pokazuje da su oni mogući događaji.
Vredni graf na ovoj stranici sažima učestalost erupcija s različitim VEI ocjenama korištenjem podataka iz Globalnog programa vulkanizma Smithsonian Instituta za erupcije koje su se dogodile prije otprilike 10 000 godina i 1994. Dokumentirano je samo četiri erupcije VEI 7, ali više dogodilo se tri tisuće događaja VEI 2. Srećom, vrlo velike erupcije vrlo su rijetki događaji.
VEI u odnosu na učestalost erupcije: Ovaj grafikon prikazuje koliko su male, manje eksplozivne erupcije mnogo češće od velikih erupcija. Podaci koji se koriste za pripremu grafikona potiču iz baze podataka Globalnog programa za vulkanizam Smithsonian Institution. Ova baza podataka sadrži zabilježene i povijesne erupcije koje su se dogodile prije otprilike 10 000 godina do 1994.
Procjena volumena izbacivanja
Kada dođe do eksplozivne erupcije, izbacivanje izbaciva se silom eksplozije i vjetrom. Tipično je najdeblji u blizini izvora i smanjuje se debljina s udaljenošću.
S današnjim erupcijama, promatrači mogu sakupljati izvješća o debljini pepela s mnogih različitih mjesta i stvoriti konturnu kartu debljine pepela. Ovi se podaci mogu koristiti za procjenu volumena izbacivanja.
Točne procjene postaju teže kada se erupcija dogodi na udaljenom području i vrlo je teško kada se erupcija dogodi na otoku koji je velika udaljenost od drugih otoka ili kopnenih masa. U tim se situacijama veličina oblaka erupcije i trajanje erupcije mogu kombinirati s podacima o taloženju pepela da bi se dodijelila VEI ocjena.
Slični problemi s procjenom pojavljuju se i u izračunavanju volumena izbacivanja za drevne erupcije. Ejekta se lako erodira i često se prekriva mlađim materijalima. U tim situacijama moraju se dati "najbolje procjene". Kada je teško dodijeliti VEI broj, na broj se često dodaje upitnik koji ukazuje na nesigurnost. Na primjer, Projekt Globalni vulkanizam navodi VEI erupcije Italije Vesuvija od 24. listopada 79. kao "5?" jer nema dovoljno podataka da bismo bili sigurni o broju.
Zašto se vaga zaustavlja na VEI 8?
Najveće eksplozivne erupcije koje su dokumentirane do sada ocijenjene su VEI 8. Mogu li se dogoditi erupcije veće od događaja u Tobi, Yellowstoneu i drugim VEI 8? Ima li Zemlja mogućnost stvaranja eksplozije koja bi mogla izbaciti 10.000 kubičnih kilometara izbacivanja potrebnih za ocjenu erupcije VEI 9?
Moguće je da postoje dokazi za erupciju VEI 9 i da su zakopani u geološki zapis. Velike erupcije bile bi vrlo rijetki događaji, ali nemoguće je reći da se velike erupcije nikada nisu dogodile. Ako bi se u budućnosti trebala dogoditi velika erupcija, bila bi značajna prijetnja životu na Zemlji.
Autor: Hobart M. King, dr. Sc.