Съдържание
- Везни за измерване на природни събития
- Измерване на експлозивни изригвания
- Стъпки от скалата VEI
- Какво изригване има най-високият VEI?
- Честотата на големи изригвания
- Оценка на обемите на изхвърляне
- Защо кантарът спира при VEI 8?
Индекс на вулканична експлозивност: Сферите на илюстрацията по-горе представляват обема на изригната тефра за някои от най-известните експлозивни вулканични изригвания. Въпреки че повечето хора вярват, че Везувий (79 г. сл. Хр. - изригването в Помпей), връх Сейнт Еленс (1980 г.) и връх Пинатубо (1991 г.) са били огромни, те са много малки в сравнение с древните изригвания като Уа Уа Спрингс, Тоба, Йелоустоун и др. или дългата долина Калдера.
Индекс на вулканична експлозивност: Индексът на вулканична експлозивност се основава на обема тефра, който се получава по време на изригване. Сферите в тази диаграма дават сравнително сравнение по размер за всяка стъпка на индекса.
Везни за измерване на природни събития
Измерването на големината или силата на природните събития винаги е било предизвикателство за природните учени. Те разработиха скалата на величината на Рихтер за оценка на количеството енергия, освободено от земетресение, скалата Сафир-Симпсън за оценка на потенциала на ураганите и скалата на Фуджита за оценка на интензивността на ураганите. Тези мащаби са ценни за сравняване на различни събития и за разбиране на размера на щетите, които могат да причинят събития с различен размер.
Измерването на силата на вулканично изригване е по-предизвикателно от събирането на данни за скоростта на вятъра или измерването на движението на земята с инструмент. Вулканичните изригвания произвеждат различни видове продукти, имат различна продължителност и се развиват по различни начини. Има и проблем, че някои изригвания са експлозивни (скалните материали се взривяват от отдушника), докато други изригвания са ефузивни (разтопена скала тече от отдушника).
Изригване на двойно: Облак на изригване от вулкан Редут, гледан от полуостров Кенай. Това изригване продължи от 14 декември 1989 г. до 20 юни 1990 г. Това беше само VEI 3. Тоба беше около 10 000 пъти по-експлозивен. Снимка на Р. Клукас, 21 април 1990 г. Изображение на USGS. Увеличи. Повече информация.
Измерване на експлозивни изригвания
Крис Нюхол от Геоложкото изследване на САЩ и Стивън Селф от Университета на Хаваите разработиха индекса на вулканичната експлозивност (VEI) през 1982 г. Това е относителна скала, която позволява експлозивните вулканични изригвания да се сравняват едно с друго. Той е много ценен, защото може да се използва както за последните изригвания, на които учените са били свидетели, така и за исторически изригвания, случили се преди хиляди до милиони години.
Основната характеристика на изригване, използвана за определяне на индекса на вулканичната експлозивност, е обемът на пирокластичен материал, изхвърлен от вулкана. Пирокластичният материал включва вулканична пепел, тефра, пирокластични потоци и други видове изхвърляне. Височината на изригващата колона и продължителността на изригването също се вземат предвид при приписването на ниво VEI на изригване.
Свързани: Вулканични опасности
Уа Уа Спрингс: Ерик Кристиансен и Майрън Бест от университета в Бригъм Янг обясняват доказателствата, които подкрепят изригването на Уа Уа Спрингс като едно от най-големите, ако не и най-големите експлозивни вулканични изригвания.
Рибен каньон туф: Поредното изригване на VEI 8, което съперничи на Wah Wah Springs, се случи преди около 28 милиона години в сегашния югозападен Колорадо. Изригването в Ла Гарита Калдера произвежда рибния каньон туф, дацитски иглимбрит, с първоначален прогнозен обем от около 5000 кубически километра! Изображение от USGS. Увеличи / източник на изображение.
Стъпки от скалата VEI
Скалата VEI започва от 0 за изригвания, които произвеждат по-малко от 0,0001 кубичен километър изхвърляне. Повечето от тези изригвания са с много малки размери. Някои от тях обаче са „ефузивни“, а не „експлозивни“. Ефузивните изригвания се характеризират с изтичане на лава от вентилационния отвор, вместо изхвърляне на изхвърлянето от отдушника.
Изригванията, оценени на VEI 1, произвеждат между 0,0001 и 0,001 кубични километра изхвърляне. Над VEI 1 скалата става логаритмична, което означава, че всяка стъпка в скалата представлява 10X увеличение на количеството изхвърлен материал. Изригванията на VEI 2 произвеждат между 0,001 и 0,01 кубически километра изхвърляне. Изригванията VEI 3 произвеждат между 0,01 и 0,1 кубични километра изхвърляне. Прогресията на скалата от VEI 0 до VEI 8 е показана на диаграмата на тази страница.
С всяка стъпка в скалата, представляваща увеличаване на експлозивността от 10X, VEI 5 е приблизително десет пъти по-експлозивен от VEI 4. Две стъпки от скалата е увеличаване на експлозивността от 100X. Например, VEI 6 е приблизително 100 пъти по-експлозивен от VEI 4. VEI 8 е един милион пъти по-експлозивен от VEI 2. Всичко това се основава на обема на изхвърлянето.
Тъй като всяка стъпка от скалата е 10X увеличение на изхвърляния материал, има огромна разлика в размера на изригването в долния край на стъпалото и изригването в горния край на стъпалото. Поради тази причина често се добавя "+" към изригвания, за които се знае, че са в горния край на стъпката им. Например изригването на Катла в Южна Исландия на 12 октомври 1918 г. е оценено на VEI 4+, тъй като изригването е много силно VEI 4.
Уа Уа Спрингс: Ерик Кристиансен и Майрън Бест от университета в Бригъм Янг обясняват доказателствата, които подкрепят изригването на Уа Уа Спрингс като едно от най-големите, ако не и най-големите експлозивни вулканични изригвания.
Сайт за изригване на Тоба: Преди около 73 000 години на остров Суматра, Индонезия, изригна вулкан, известен като "Тоба". Това беше едно от най-големите вулканични изригвания, което може да бъде документирано с настоящи доказателства. Смята се, че взривът е обезлесил части от Индия - на около 3000 мили - и е изхвърлил около 2600 кубически километра вулканични отломки. Днес кратерът е най-голямото в света вулканично езеро - с дължина около 100 километра и ширина 35 километра. Изображение, съставено с помощта на данни Landsat Geocover 2000 от НАСА.
Какво изригване има най-високият VEI?
Около петдесет изригвания са оценени като VEI 8, тъй като се смята, че са произвели невероятни 1000 кубически километра или повече изхвърляне. Това би било маса от неусвоено изхвърляне на дължина десет километра, ширина десет километра и дълбочина десет километра. Изригванията в Тоба (преди 74 000 години), Йелоустоун (преди 640 000 години) и езерото Таупо (преди 26 500 години) са три от 47-те обекта VEI 8, които са идентифицирани.
Изригването на VEI 8 с най-голям известен обем изхвърляне е изригването на Wah Wah Springs, възникнало в сегашния щат Юта, преди около 30 милиона години. Смята се, че е произвел над 5500 кубически километра изхвърляне за около седмица.
Изригването (ите) в капаните на Парана и Етендека е имало обем от над 2,6 милиона кубически километра. Смята се обаче, че това са ефузивни изригвания, които произвеждат течна базалтова лава, а не експлозивни изригвания, предизвикващи изхвърляне. Изригването (ите) на Парана и Етендека се е случило преди около 128 до 138 милиона години. Тяхната лава тече от източната част на Бразилия към западните части на Намибия и Ангола. Те са възникнали, когато Африка и Южна Америка са били свързани.
Свързани: Видове вулканични изригвания
Изригване на Сейнт Хеленс: Изригването на 18 май 1980 г. на връх Сейнт Еленс беше считано от повечето хора за огромно изригване. Взривът отстрани върха на 400 метра от планината, създаде отломка от ламарината, която обхвана 62 квадратни километра, и събори дървета на площ от около 600 квадратни километра. Това изригване е VEI 4. Toba, при VEI 8, е приблизително 10 000 пъти по-експлозивен. Изображение от USGS.
Честотата на големи изригвания
Както при повечето природни събития, малките вулканични изригвания са много чести, а големите изригвания са много редки. Данните вляво от Геологическото проучване на Съединените щати обобщават относителната честота на изригванията на различни оценки на VEI. Това ясно показва рядкостта на високите изригвания на VEI - но демонстрира, че те са възможни събития.
Лента графиката на тази страница обобщава честотата на изригванията с различни оценки на VEI, използвайки данни от Глобалната програма за вулканизъм на Смитсоновата институция за изригвания, възникнали преди около 10 000 години и 1994 г. Документирани са само четири изригвания на VEI 7, но над са се случили три хиляди събития VEI 2. За щастие, много големи изригвания са много редки събития.
VEI спрямо честотата на изригване: Тази диаграма показва колко малки, по-малко експлозивни изригвания са много по-чести от големите изригвания. Данните, използвани за изготвяне на диаграмата, са от базата данни на програмата за глобален вулканизъм на институцията Smithsonian. Тази база данни включва регистрирани и исторически изригвания, възникнали преди около 10 000 години и 1994 г.
Оценка на обемите на изхвърляне
Когато възникне експлозивно изригване, изхвърлянето се изхвърля от силата на взрива и от вятъра. Обикновено е най-дебел в близост до източника и намалява с дебелина с разстояние.
С днешните изригвания наблюдателите могат да съставят доклади за дебелината на пепелта от много различни места и да създадат контурна карта с дебелина на пепелта. Тези данни могат да бъдат използвани за оценка на обема на изхвърлянето.
Точните оценки стават по-трудни, когато изригването се случи в отдалечен район и много трудно, когато изригването се случи на остров, който е на голямо разстояние от други острови или сухопътни маси. В тези ситуации размерът на облака за изригване и продължителността на изригването може да се комбинира с данни за депозиране на пепел, за да се даде оценка на VEI.
Подобни проблеми с оценката възникват при изчисляването на обемите на изхвърляне за древни изригвания. Ежекта лесно се ерозира и често се покрива с по-млади материали. В тези ситуации трябва да се правят „най-добри оценки“. Когато задаването на номер VEI е трудно, към номера често се добавя въпросителна, за да се посочи несигурност. Например, Проектът за глобален вулканизъм описва VEI от изригването на 24 октомври 79 г. на Италиан Везувий като "5?" тъй като няма достатъчно данни, за да е сигурно за броя.
Защо кантарът спира при VEI 8?
Най-големите експлозивни изригвания, които са документирани до момента, са оценени на VEI 8. Може ли да се появят изригвания по-големи от събитията в Тоба, Йелоустоун и други VEI 8? Има ли Земята способността да произвежда взрив, способен да изстреля 10 000 кубически километра изхвърляне, необходими за скорост на изригване на VEI 9?
Възможно е доказателства за изригване на VEI 9 да съществуват и да са погребани в геоложкия запис. Големи изригвания биха били много редки събития, но е невъзможно да се каже, че големи изригвания никога не са се случвали. Ако в бъдеще се случи голямо изригване, това би представлявало значителна заплаха за живота на Земята.
Автор: Hobart M. King, Ph.D.