Turinys
- Natūralių įvykių matavimo skalės
- Sprogiųjų išsiveržimų matavimas
- VEI skalės žingsniai
- Koks išsiveržimas turi aukščiausią VEI?
- Didelių išsiveržimų dažnis
- Įvertinant „Ejecta“ tūrį
- Kodėl skalė sustoja ties VEI 8?
Vulkaninio sprogumo indeksas: Aukščiau pateiktoje iliustracijoje pateiktos sferos rodo kai kurių iš plačiausiai žinomų sprogstamųjų ugnikalnių išsiveržimų tefros tūrį. Nors dauguma žmonių mano, kad Vezuvijus (79 m. Po Pompėjos išsiveržimo), Šv. Heleno kalnas (1980 m.) Ir Pinatubo kalnas (1991 m.) Buvo didžiuliai, jie yra labai maži, palyginti su senovės išsiveržimais, tokiais kaip Wah Wah Springs, Toba, Yellowstone, arba Long slėnio Kaldera.
Vulkaninio sprogumo indeksas: Vulkaninio sprogumo indeksas yra pagrįstas išsiveržimo metu susidariusios tefros tūriu. Šios diagramos rutulys pateikia santykinį kiekvienos rodyklės pakopos dydžio palyginimą.
Natūralių įvykių matavimo skalės
Išmatuoti gamtos įvykių dydį ar stiprumą gamtos tyrinėtojams visada buvo iššūkis. Jie sukūrė Richterio magnito skalę, skirtą įvertinti žemės drebėjimo metu išsiskiriančios energijos kiekį, Saffiro-Simpsono skalę, kad įvertintų uragano potencialą, ir „Fujita“ skalę, skirtą uraganų intensyvumui įvertinti. Šios skalės yra vertingos norint palyginti skirtingus įvykius ir suprasti žalos, kurią gali padaryti skirtingo dydžio įvykiai, dydį.
Išmatuoti ugnikalnio išsiveržimo stiprumą yra sunkiau, nei rinkti duomenis apie vėjo greitį arba matuoti žemės judesį instrumentu. Vulkaniniai išsiveržimai gamina skirtingų tipų produktus, yra skirtingos trukmės ir vystosi skirtingais būdais. Taip pat yra problema, kad kai kurie išsiveržimai yra sprogstami (uolienų medžiagos išpūtamos iš angos), kiti išsiveržimai yra išstumiami (iš ventiliacijos angos teka išlydytos uolienos).
Pakartotinio išsiveržimo išsiveržimas: Išsiveržimo debesis iš Redoubto ugnikalnio, žiūrint iš Kenų pusiasalio. Šis išsiveržimas truko nuo 1989 m. Gruodžio 14 d. Iki 1990 m. Birželio 20 d. Tai buvo tik VEI 3. Toba buvo maždaug 10 000 kartų sprogstamesnė. R. Clucaso nuotrauka, 1990 m. Balandžio 21 d. USGS vaizdas. Padidinti. Daugiau informacijos.
Sprogiųjų išsiveržimų matavimas
Chrisas Newhalas iš Jungtinių Valstijų geologijos tarnybos ir Stephenas Selfas iš Havajų universiteto 1982 m. Sukūrė vulkaninio sprogumo indeksą (VEI). Tai yra santykinė skalė, leidžianti palyginti sprogstamųjų ugnikalnių išsiveržimus. Tai labai vertinga, nes jis gali būti naudojamas tiek naujausiems išsiveržimams, kuriuos patyrė mokslininkai, tiek istoriniams išsiveržimams, kurie įvyko prieš tūkstančius milijonų metų.
Pirminė išsiveržimo charakteristika, naudojama vulkaninio sprogumo indeksui nustatyti, yra vulkano išmetamos piroklastinės medžiagos tūris. Piroklastinei medžiagai priskiriami vulkaniniai pelenai, tefra, piroklastiniai srautai ir kitos ejekta rūšys. Priskiriant VEI lygį išsiveržimui, taip pat atsižvelgiama į išsiveržimo kolonėlės aukštį ir išsiveržimo trukmę.
Susijęs: Vulkaniniai pavojai
Wah Wah Springs: Ericas Christiansenas ir Myronas Bestas iš Brighamo Youngo universiteto aiškina įrodymus, kurie palaiko Wah Wah Springs išsiveržimą kaip vieną didžiausių, jei ne patį didžiausią žinomą sprogstamąjį ugnikalnio išsiveržimą.
Žuvies kanjono tufas: Kitas VEI 8 išsiveržimas, kurio konkurentai Wahas Wahas Springsas įvyko maždaug prieš 28 milijonus metų toje, kuri dabar yra pietvakarių Koloradas. Dėl išsiveržimo La Garita Calderoje atsirado dacitinis ignimbritas „Fish Canyon Tuff“, kurio pradinis numatomas tūris yra apie 5000 kubinių kilometrų! Vaizdas: USGS. Padidinti / atvaizdo šaltinį.
VEI skalės žingsniai
VEI skalė prasideda 0, jei išsiveržimai sukelia mažiau nei 0,0001 kubinį kilometrą ejektos. Daugelis šių išsiveržimų yra labai maži. Tačiau kai kurie iš jų yra „išnaikinami“, o ne „sprogstami“. Efuziniams išsiveržimams būdinga, kad iš ventiliacijos angos teka lava, o ne išpūtimas.
Išsiveržimai, įvertinti VEI 1, sukuria nuo 0,0001 iki 0,001 kubinio kilometro išmetimą. Virš VEI 1, skalė tampa logaritminė, tai reiškia, kad kiekvienas skalės žingsnis parodo išmetamos medžiagos padidėjimą 10 kartų. VEI 2 išsiveržimai sukuria nuo 0,001 iki 0,01 kubinio kilometro ejektos. VEI 3 išsiveržimai sukuria 0,01–0,1 kubinio kilometro išmetimą. Skalės progresija nuo VEI 0 iki VEI 8 parodyta šio puslapio diagramoje.
Kiekvienu mastelio žingsniu, atspindinčiu 10X sprogumo padidėjimą, VEI 5 yra maždaug dešimt kartų sprogstamesnis nei VEI 4. Du mastelio žingsniai yra sprogstamumo padidėjimas 100X. Pavyzdžiui, VEI 6 yra maždaug 100 kartų sprogesnis nei VEI 4. VEI 8 yra milijoną kartų sprogstamesnis nei VEI 2. Visa tai yra pagrįsta ejektos tūriu.
Kadangi kiekvienas skalės žingsnis padidina išmetamos medžiagos kiekį 10 kartų, yra labai didelis išsiveržimo dydis žemoje pakopos dalyje ir išsiveržimas viršutinėje pakopos dalyje. Dėl šios priežasties išsiveržimai, kurie, kaip žinoma, yra viršutinėje jų pakopos pusėje, dažnai pridedami „+“. Pavyzdžiui, Katlos išsiveržimas pietinėje Islandijoje 1918 m. Spalio 12 d. Buvo įvertintas VEI 4+, nes išsiveržimas buvo labai stiprus VEI 4.
Wah Wah Springs: Ericas Christiansenas ir Myronas Bestas iš Brighamo Youngo universiteto aiškina įrodymus, kurie palaiko Wah Wah Springs išsiveržimą kaip vieną didžiausių, jei ne patį didžiausią žinomą sprogstamąjį ugnikalnio išsiveržimą.
Tobos išsiveržimo vieta: Maždaug prieš 73 000 metų Indonezijos Sumatros saloje išsiveržė ugnikalnis, žinomas kaip „Toba“. Tai buvo vienas didžiausių ugnikalnio išsiveržimų, kurį galima patvirtinti turimais įrodymais. Manoma, kad sprogimas nusiaubė Indijos dalis - maždaug 3000 mylių atstumu - ir išmetė apie 2600 kubinių kilometrų vulkaninės kilmės šiukšlių. Šiandien krateris yra didžiausias pasaulyje vulkaninis ežeras - apie 100 kilometrų ilgio ir 35 kilometrų pločio. Vaizdas sudarytas naudojant „Landsat Geocover 2000“ duomenis iš NASA.
Koks išsiveržimas turi aukščiausią VEI?
Maždaug penkiasdešimt išsiveržimų buvo įvertinti VEI 8, nes manoma, kad jie pagamino nuostabų 1000 kubinių kilometrų ar didesnį išmetimą. Tai būtų nesuspausto išmetimo masė dešimties kilometrų ilgio, dešimties kilometrų pločio ir dešimties kilometrų gylio. Išsiveržimai Toboje (prieš 74 000 metų), Jeloustouno (prieš 640 000 metų) ir Taupo ežere (prieš 26 500 metų) yra trys iš 47 VEI 8 vietų, kurios buvo nustatytos.
VEI 8 išsiveržimas su didžiausiu žinomu išmetimo tūriu yra Wah Wah Springs išsiveržimas, kuris įvyko dabartinėje Jutos valstijoje, maždaug prieš 30 milijonų metų. Manoma, kad maždaug per savaitę jis pagamino daugiau kaip 5500 kubinių kilometrų ejektos.
Paranos ir Etendekos spąstų spąstų išsiveržimo (-ų) tūris buvo didesnis nei 2,6 milijono kubinių kilometrų. Vis dėlto manoma, kad tai yra ne tik sprogstamieji išsiveržimai, sukeliantys išstūmimą, bet ir ištvermingi bazalto lavos skysčiai. Paraná ir Etendeka išsiveržimai įvyko prieš maždaug 128–138 milijonus metų. Jų lava teka iš rytinės Brazilijos į vakarines Namibijos ir Angolos dalis. Jie atsirado, kai Afrika ir Pietų Amerika buvo sujungtos.
Susijęs: Vulkaninių išsiveržimų tipai
Šv. Helenso kalno išsiveržimas: 1980 m. Gegužės 18 d. Išsiveržimas prie Šv. Helenso kalno daugumos žmonių buvo laikomas didžiuliu išsiveržimu. Sprogimas pašalino viršutinius 400 metrų nuo kalno, susidarė šiukšlių lavina, kuri apėmė 62 kvadratinius kilometrus ir numušė medžius maždaug 600 kvadratinių kilometrų plote. Šis išsiveržimas buvo VEI 4. Toba, esant VEI 8, buvo maždaug 10 000 kartų sprogstamasis. Vaizdas: USGS.
Didelių išsiveržimų dažnis
Kaip ir daugelio natūralių įvykių atvejais, mažų ugnikalnių išsiveržimai yra labai paplitę, o dideli išsiveržimai yra labai reti. Kairėje esantys Jungtinių Valstijų geologijos tarnybos duomenys apibendrina santykinį įvairių VEI įvertinimų išsiveržimų dažnį. Tai aiškiai parodo aukšto VEI išsiveržimo retumą, tačiau parodo, kad tai yra galimi įvykiai.
Šio puslapio juostinė diagrama apibendrina išsiveržimų su įvairiais VEI įvertinimais dažnumą, naudodama Smithsonian Instituto pasaulinės vulkanizmo programos duomenis apie išsiveržimus, kurie įvyko maždaug prieš 10 000 metų iki 1994 m. Įregistruoti tik keturi VEI 7 išsiveržimai, bet daugiau nei įvyko trys tūkstančiai VEI 2 įvykių. Laimei, labai dideli išsiveržimai yra labai reti įvykiai.
VEI ir išsiveržimo dažnis: Ši diagrama parodo, kaip maži, mažiau sprogūs išsiveržimai yra daug dažnesni nei dideli. Diagramai parengti naudojami duomenys yra iš Smithsonian Institution'o Visuotinės vulkanizmo programos duomenų bazės. Šioje duomenų bazėje yra užregistruoti ir istoriniai išsiveržimai, įvykę maždaug prieš 10 000 metų ir 1994 m.
Įvertinant „Ejecta“ tūrį
Kai įvyksta sprogstamasis purslas, išstūmimas plinta sprogimo jėga ir vėju. Paprastai jis yra storiausias šalia šaltinio, o storis mažėja atsižvelgiant į atstumą.
Vykdydami šių dienų išsiveržimus, stebėtojai gali sudaryti pelenų storio ataskaitas iš daugelio skirtingų vietų ir sudaryti pelenų storio kontūrinį žemėlapį. Šie duomenys gali būti naudojami įvertinant išmetimo tūrį.
Tikslus vertinimas tampa sudėtingesnis, kai išsiveržimas įvyksta atokioje vietoje, ir labai sunku, kai išsiveržimas įvyksta saloje, esančioje labai toli nuo kitų salų ar sausumos masyvų. Šiose situacijose išsiveržimo debesies dydį ir išsiveržimo trukmę galima derinti su pelenų nuosėdų duomenimis, kad būtų suteiktas VEI įvertinimas.
Panašios įvertinimo problemos kyla ir apskaičiuojant senovės išsiveržimų išmetimo tūrį. „Ejecta“ lengvai ardoma ir dažnai padengiama jaunesnėmis medžiagomis. Tokiose situacijose reikia atlikti „geriausius įvertinimus“. Kai sunku priskirti VEI numerį, prie numerio dažnai pridedamas klaustukas, kuris parodo netikrumą. Pvz., Pasauliniame vulkanizmo projekte VEI, nurodyto 79 m. Spalio 24 d., Italijos Vezuvijaus išsiveržimas yra „5?“ nes nėra pakankamai duomenų, kad būtų tikras dėl skaičiaus.
Kodėl skalė sustoja ties VEI 8?
Didžiausi sprogstamieji išsiveržimai, kurie iki šiol buvo užfiksuoti, buvo įvertinti VEI 8. Ar gali įvykti didesni nei Toba, Jeloustouno ir kiti VEI 8 įvykiai? Ar Žemė turi galimybę sukelti sprogimą, galintį paleisti 10 000 kubinių kilometrų išmetimą, reikalingą VEI 9 išsiveržimui įvertinti?
Gali būti, kad VEI 9 išsiveržimo įrodymai egzistuoja ir yra palaidoti geologiniame įraše. Tokie dideli išsiveržimai būtų labai reti įvykiai, tačiau neįmanoma pasakyti, kad tokių didelių išsiveržimų niekada nebuvo. Jei ateityje atsirastų toks didelis išsiveržimas, tai keltų didelę grėsmę gyvybei Žemėje.
Autorius: Hobartas M. Kingas, Ph.D.