Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Geologi

Hvordan laves vulkansk aske?

En pyroklastisk strøm fra Oyama -bjerget på den japanske ø Miyakejima styrter i havet. AFP/Getty Images

Det starter som endnu en eftermiddag i skyggen af ​​en vulkan, fuld af daglig handel, humor og slid. Så pludselig tager alt en drejning til det værre. Jorden ryster, og luften ryster med en uhyrlig eksplosion. Inden du ved af det, himlen mørkner og tykke strømme af vulkansk aske begynder at falde fra himlen, dækker alt i en tung, grå støvtæppe.

Al den aske kan lyde som mere rod end en reel fare, men bare overvej den store ødelæggende kraft af a pyroklastisk flow . Denne masse aske, gas- og stenfragmenter kan rejse med hastigheder, der nærmer sig 200 km / t. Og med interne temperaturer på 752 til 1, 472 grader F (400 til 800 grader C), det kan stort set bage alt på sin vej.

Arkæologer, der studerede udbruddet af Vesuv i 79 e.Kr., opdagede ofte kraniebrud blandt Pompeji's døde - tegn på en ekstremt hurtig og brutal ende. Varmen fra pyroklastisk strøm havde ganske enkelt kogt deres hjerner, indtil trykket knuste deres hoveder som æggeskaller. Pyroklastiske strømme kan forårsage enorm ødelæggelse, men de forekommer kun i eksplosive vulkanudbrud (i modsætning til de ikke -eksplosive udbrud, du måske ser på Hawaii).

Heldigvis, de fleste mennesker har ikke været nødt til at kæmpe med den civilisationsødelæggende, hovedskudende virkninger af et vulkanudbrud. Bevæbnet med en bedre forståelse af, hvordan vulkaner fungerer, vi har formået at læse advarselsskiltene og stort set undgå det massive tab af liv, som vulkansk aktivitet påførte de sidste århundreder.

Alligevel, askefald truer stadig udbredte områder. Vind kan bære de faldende partikler over tusinder af miles, udgør en risiko for planter og dyr, uanset hvor det falder. Efter 1980 -udbruddet af Washingtons Mount St.Helens, en af ​​Nordamerikas største, aske faldt så langt væk som Montana.

Men hvordan dannes vulkansk aske, og hvad sker der med det efter udbruddet? I denne artikel, vi blæser taget af disse spørgsmål og lærer, hvad dette materiale er lavet af.

Oprettelse af vulkansk aske

Mount St. Helens skyder en søjle med vulkansk aske ind i himlen under sit udbrud i 1980. InterNewtwork Media/Photodisc/Getty Images

Hvis du nogensinde har observeret et bål, du har sikkert bemærket røg og flydende askestykker, der stiger op fra flammerne. Disse er udelukkende et produkt af forbrænding :en hurtig kemisk proces, der producerer varme og lys. Røgen du ser stige op af en vulkan, der er i udbrud, på den anden side, består hovedsageligt af bittesmå mineralpartikler dannet ved eksplosiv frigivelse af gasser.

Plade tektonisk aktivitet i jordskorpen danner aflejringer af smeltet sten (eller magma ). Denne magma indeholder fanget, gasser under tryk. Hvis magmaets begrænsende tryk falder, eller gastrykket inden for stiger, indholdet blæser simpelthen igennem til overfladen.

Vulkaner er som en flaske sodavand. Når gasbobler skynder sig at undslippe din sodavandsflaske, de ender med at have mindst noget af sodavand med sig. I tilfælde af vulkaner, gasser, der slipper ud, fører magma op i luften. Eksplosionens voldsomme vold makulerer den stigende magma til små partikler - ligesom en nysen udsender fugt i små dråber. Disse små stykker magma størkner derefter i luften, ved at blive vulkansk aske. Vi kalder flydende overflade magma lava.

Vulkansk aske består af små, hakkede partikler af sten, mineraler og vulkansk glas. Disse fragmenter varierer i størrelse fra 0,00004 tommer (0,001 mm) til 0,08 tommer (2 mm), nogenlunde diameteren på et riskorn. Vulkaner udspytter større fragmenter end dette, men forskere klassificerer dem som flasker , blokke eller bomber . Vulkanisk aske er hård og på grund af hver partikels hakkede form, slibende ved berøring. Askens nøjagtige mineralsammensætning afhænger af, hvilke mineraler der var til stede i magmaen.

Når vulkansk aske er luftbåret, tre faktorer bestemmer, hvor langt den vil rejse, før den falder tilbage til Jorden:

  1. Partikelstørrelse :Jo større en partikel vulkansk aske er, jo tættere den vil falde til vulkanen. Ligeledes, jo mindre partikel, den længere vind vil bære den.
  2. Vindhastighed og retning :Luftbårne askeskyer vil bevæge sig i den retning vindene bærer dem og med hvilken hastighed vinden bevæger sig. En stærk, konstant vind vil føre vulkansk aske væk i en relativt lige linje. Roterende vinde af stormtype, imidlertid, kan fordele vulkansk aske i mange forskellige retninger.
  3. Udbrudstype :Der er flere forskellige slags vulkanudbrud, og deres sværhedsgrad spiller ind på begge ovenstående faktorer. Udbrudstype bestemmer mængden af ​​aske, askepartiklernes størrelse samt hvor højt i atmosfæren de rejser. Særligt kraftige udbrud kan sprænge partikler ind i de meget øvre niveauer af planetens atmosfære.

Nogle af disse vulkanske askeværker rundt i luften, forbinder andre støvpartikler i atmosfæren som kondensationskerner , som vanddamp kondenserer rundt for at danne skyer. Nogle voldsomme udbrud kan endda tilføje nok vulkansk askeskydække til den øvre atmosfære til at sænke den globale temperatur med flere grader, mens partiklerne langsomt spredes over hele planeten. For eksempel, udbruddet i Krakatoa i 1883 sænkede globale temperaturer med 2,2 grader F (1,2 grader C) i et år [kilde:The Independent].

Falder den aske ned fra himlen?

Aske og vulkanske klipper fra vulkanen Mount Merapi dækker øde huse i det centrale Java. Tarko Sudiarno/AFP/Getty Images

Når vulkansk aske sænker sig tilbage til Jorden, virkningerne kan være milde eller ødelæggende. Det hele afhænger af, hvor meget aske der blev skabt ved udbruddet og din afstand til vulkanen. Ask kan støve et område i så lidt som 30 minutter eller falde i flere dage, dækker alt med flere millioner tons tungt pulver. Oplevelsen kan være desorienterende, skræmmende og endda dødelig.

I store mængder, vulkansk aske udgør en betydelig trussel mod miljøet. Hvis du skulle dække en del af din græsplæne med en presenning, du vil til sidst dræbe de underliggende planter. Ligeledes, et tungt lag vulkansk aske kan fratage planter sollys, ilt og nødvendige interaktioner med andre organismer. Det kan endda dræbe mikroorganismer, der lever i jorden. Med store træer, den ekstra vægt af vulkansk aske kan bryde lemmer på samme måde som en isstorm gør. Ud over, vulkansk aske medfører ofte potentielt giftige kemikalier fra udbruddet. Høje surhedsgrader i asken kan ændre jordens sammensætning, gør det umuligt for nogle plantearter at overleve.

Billedet er ikke meget bedre for dyr. Vulkansk aske tynger og immobiliserer insekter, der har pollenfangende hår på deres kroppe. Større dyr er modtagelige for hud- og øjenirritation. Hvis askepartikler er mindre end 10 mikrometer i diameter, de er også åndbar . Det betyder, at du kan indånde dem, resulterer i en række forskellige kortsigtede åndedrætsproblemer. Giftige kemikalier i asken, såsom fluor, udgør ofte en trussel mod husdyr, belægning ikke kun dyret, men også deres mad og vandforsyninger.

Massive mængder vulkansk aske påfører mange umiddelbare skader, men på sigt, de kan i høj grad berige jord og havbund. Denne proces kan tage uger, måneder eller endda tusinder af år, afhængig af askens nøjagtige sammensætning. Men til sidst, disse partikler af eksploderet magma arbejder sig ind i vores levesteder, at give plantelivet afgørende organisk kulstof og nitrogen. Vulkanjord indeholder også meget vand, muliggøre bedre vandet vegetation.

Store aflejringer af aske og andet pyroklastisk materiale kan også til sidst danne til fast sten. Lag af varm aske smelter ofte sammen i ark af svejset tuff . Meget af resten bliver gradvist en del af vores landskab. Som sådan, resultaterne af vulkansk askefald er rundt omkring os.

I mellemtiden, opfindsomme mennesker har fundet deres egne anvendelser til asken, indarbejde det i keramik, byggematerialer, industrielle slibemidler og endda tandpasta.

Disruptive Ash

Vulkansk aske kan forstyrre byer og bosættelser grundigt. Ud over at skade landbrug og husdyr, store mængder aske kan nedbryde kommunikationen, hindre rejser og ødelægge bygninger. Ask tilføjer ekstra vægt til tage, som let kan føre til deres kollaps. Partiklerne er også særligt hårde for maskiner og motorer.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

  • Sådan fungerer vulkaner
  • Hvad ville der ske, hvis Vesuvius brød ud i dag?
  • Sådan fungerer skyer
  • Sådan fungerer Jorden
  • Sådan fungerer vejret
  • Sådan fungerer vejrvarsler
  • Sådan fungerer udryddelse
  • Sådan fungerer diamanter
  • Haleakala Nationalpark

Flere store links

  • Hawai'i Volcanoes National Park
  • Vulkanisk aske ... Hvad det kan gøre og hvordan man forhindrer skader

Kilder

  • Lejr, Vic. "Klimaeffekter af vulkanudbrud." San Diego State University Institut for Geologiske Videnskaber. (16. september, 2008) http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/climate_effects.html
  • Cascades Volcano Observatory. 7. juli kl. 2008. (16. september, 2008) http://vulcan.wr.usgs.gov/
  • Harris, Tom. "Sådan fungerer vulkaner." HowStuffWorks.com. 15. januar, 2001. (10. september, 2008) https://science.howstuffworks.com/volcano.htm
  • Maynard, Roger. "Arven fra Krakatoa." Den uafhængige. 24. august kl. 2008. http://www.independent.co.uk/news/world/australasia/the-legacy-of-krakatoa-907230.html
  • Shoji, Sadao og Tadashi Takahashi. "Miljø- og landbrugets betydning af vulkansk askejord." 2. september, 2002. (10. september, 2008) http://www.airies.or.jp/publication/ger/pdf/06-2-12.pdf
  • Tarbuck, Edward og Frederick Lutgens. "Earth Science:ellevte udgave." Pearson Prentice Hall. 2006.
  • "Anvendelser af vulkansk aske - nutid og potentiale." Kansas Geological Survey, Kansas Volcanic Ash Resources. Januar 2005. (10. september, 2008) http://www.kgs.ku.edu/Publications/Bulletins/96/06_uses.html
  • "Besøg Pompeji." Nuværende arkæologi. 2008. (10. september, 2008) http://www.archaeology.co.uk/index.php?option=com_content&task=view&id=103&Itemid=43
  • "Vulkanisk aske ... Hvad det kan gøre, og hvordan man forhindrer skader." U.S. Geological Survey. (11. september, 2008) http://volcanoes.usgs.gov/ash/
  • "Vulkan." Britannica Online Encyclopædia. 2008. (10. september, 2008) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/632130/volcano
  • Wallace-Hadrill, Andrew. "Pompeji:katastrofernes forudsigelser." BBC. 23. september kl. 2003. (10. september, 2008) http://www.bbc.co.uk/history/ancient/romans/pompeii_portents_04.shtml