Η ηφαιστειακή τέφρα είναι ένα από τα δυσάρεστα και επικίνδυνα συστατικά των ηφαιστειακών εκρήξεων. Μπορεί να αποτελείται τόσο από μεγάλα κομμάτια όσο και από μικρά σωματίδια στο μέγεθος ενός κόκκου άμμου. Για τα υλικά σε σκόνη χρησιμοποιείται ο όρος «ηφαιστειακή σκόνη», ο οποίος ωστόσο δεν μειώνει την απειλή τους για τον άνθρωπο και το περιβάλλον.

Ιδιότητες ηφαιστειακής τέφρας

Με την πρώτη ματιά, η ηφαιστειακή τέφρα μοιάζει με μαλακή, αβλαβή σκόνη, αλλά στην πραγματικότητα είναι βραχώδες υλικό με σκληρότητα 5+ στην κλίμακα Mohs. Αποτελείται από σωματίδια ακανόνιστου σχήματος με ανομοιόμορφα άκρα, γεγονός που το καθιστά εξαιρετικά επιρρεπές να βλάψει τα παράθυρα του αεροσκάφους, να ερεθίσει τα μάτια, να προκαλέσει δυσλειτουργίες σε κινούμενα μέρη του εξοπλισμού και πολλά άλλα προβλήματα.

Τα ηφαιστειακά σωματίδια είναι πολύ μικρά σε μέγεθος και έχουν φυσαλιδώδη δομή με πολυάριθμες κοιλότητες και επομένως έχουν σχετικά χαμηλή πυκνότητα για ένα πετρώδες υλικό. Αυτή η ιδιότητα τους επιτρέπει να ανεβαίνουν ψηλά στην ατμόσφαιρα και να διαδίδονται από τον άνεμο σε μεγάλες αποστάσεις. Δεν διαλύονται στο νερό, αλλά όταν βραχούν σχηματίζουν αιωρήματα ή λάσπη, η οποία μετά την ξήρανση μετατρέπεται σε συμπαγές σκυρόδεμα.

Η χημική σύνθεση της τέφρας εξαρτάται από τη σύνθεση του μάγματος από το οποίο σχηματίζεται. Λαμβάνοντας υπόψη ότι τα πιο κοινά στοιχεία που βρίσκονται στο μάγμα είναι το διοξείδιο του πυριτίου και το οξυγόνο, στις περισσότερες περιπτώσεις η τέφρα περιέχει σωματίδια πυριτίου. Η τέφρα από τις βασαλτικές εκρήξεις περιέχει 45-55% διοξείδιο του πυριτίου, το οποίο είναι πλούσιο σε σίδηρο και μαγνήσιο. Κατά τη διάρκεια εκρηκτικών εκρήξεων ρυολίθου, τα ηφαίστεια εκπέμπουν τέφρα με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο (πάνω από 69%).

Σχηματισμός στηλών τέφρας

Μερικοί τύποι μάγματος περιέχουν μια τεράστια ποσότητα διαλυμένων αερίων, τα οποία κατά τη διάρκεια μιας ηφαιστειακής έκρηξης διαστέλλονται και ξεσπούν από τον αεραγωγό μαζί με μικρά μαγματικά σωματίδια. Ανεβαίνοντας ορμητικά στην ατμόσφαιρα, αυτά τα αέρια παίρνουν μαζί τους τέφρα και ζεστό υδρατμό, σχηματίζοντας στήλες. Έτσι, κατά την έκρηξη του όρους Αγία Ελένη, η εκρηκτική απελευθέρωση καυτών ηφαιστειακών αερίων οδήγησε σε μια γιγάντια στήλη που ανέβηκε σε ύψος 22 χιλιομέτρων σε λιγότερο από 10 λεπτά. Μετά από αυτό, οι δυνατοί άνεμοι την οδήγησαν στην πόλη Spokane, που βρίσκεται 400 χλμ. από τον αεραγωγό, σε 4 ώρες και σε 2 εβδομάδες, ηφαιστειακή σκόνη πέταξε γύρω από τη Γη.

Επιρροή ηφαιστειακής τέφρας

Η ηφαιστειακή τέφρα αποτελεί μεγάλο κίνδυνο για τους ανθρώπους, τις περιουσίες, τα οχήματα, τις πόλεις και το περιβάλλον.

Επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία

Αποτελεί τη μεγαλύτερη απειλή για την ανθρώπινη υγεία. Βήχας, δυσφορία στην αναπνοή και βρογχίτιδα αναπτύσσονται σε άτομα που πιάνονται κάτω από τέφρα. Οι παρενέργειες της έκρηξης μπορούν να μειωθούν χρησιμοποιώντας αναπνευστήρες υψηλής απόδοσης, αλλά η έκθεση σε τέφρα θα πρέπει να αποφεύγεται όποτε είναι δυνατόν. Τα μακροπρόθεσμα προβλήματα μπορεί να περιλαμβάνουν την ανάπτυξη μιας ασθένειας όπως η πυριτίαση, ειδικά εάν η τέφρα έχει υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο. Η ξηρή ηφαιστειακή τέφρα εισχωρεί στα μάτια και προκαλεί ερεθισμό. Το πιο οξύ τέτοιο πρόβλημα είναι για άτομα που φορούν φακούς επαφής.

Επιπτώσεις στη γεωργία

Μετά την πτώση της στάχτης, τα ζώα βιώνουν τα ίδια προβλήματα με τους ανθρώπους. Τα ζώα είναι επιρρεπή σε ερεθισμούς των βλεννογόνων και αναπνευστικές ασθένειες, αλλά σε αυτό μπορούν να προστεθούν και ασθένειες του πεπτικού συστήματος εάν τα ζώα τρέφονται με βοσκοτόπια καλυμμένα με ηφαιστειακά σωματίδια. Ένα στρώμα στάχτης πάχους λίγων χιλιοστών συνήθως δεν προκαλεί σοβαρές ζημιές στις γεωργικές εκτάσεις, αλλά οι πυκνότερες συσσωρεύσεις μπορούν να βλάψουν τις καλλιέργειες ή ακόμη και να τις καταστρέψουν. Επιπλέον, καταστρέφουν το έδαφος, σκοτώνοντας τα μικρόφυτα και εμποδίζοντας τη ροή του νερού και του οξυγόνου στο έδαφος.

Επιπτώσεις στα κτίρια

Ένα μέρος της ξηρής τέφρας είναι ίσο σε βάρος με περίπου δέκα μέρη φρέσκου χιονιού. Τα περισσότερα κτίρια δεν έχουν σχεδιαστεί για να υποστηρίζουν επιπλέον βάρος, επομένως ένα παχύ στρώμα ηφαιστειακής τέφρας στην κορυφή ενός κτιρίου μπορεί να το υπερφορτώσει και να προκαλέσει την κατάρρευσή του. Εάν βρέξει αμέσως μετά την πτώση, θα επιδεινώσει το πρόβλημα αυξάνοντας το φορτίο στην οροφή.

Η ηφαιστειακή τέφρα μπορεί να γεμίσει τις αποχετεύσεις των κτιρίων και να φράξει τους σωλήνες αποχέτευσης. Η τέφρα σε συνδυασμό με το νερό προκαλεί διάβρωση των μεταλλικών υλικών στέγης. Η υγρή στάχτη που συσσωρεύεται γύρω από τα εξωτερικά ηλεκτρικά εξαρτήματα των σπιτιών οδηγεί σε ηλεκτροπληξία. Συχνά μετά τις εκπομπές, διακόπτεται η λειτουργία των κλιματιστικών, αφού μικρά σωματίδια φράζουν τα φίλτρα.

Επίδραση στην επικοινωνία

Η ηφαιστειακή τέφρα μπορεί να έχει ηλεκτρικό φορτίο που παρεμποδίζει τη διάδοση των ραδιοκυμάτων και άλλων εναέριων εκπομπών. Τα ραδιόφωνα, τα τηλέφωνα και ο εξοπλισμός GPS χάνουν την ικανότητά τους να στέλνουν ή να λαμβάνουν σήματα κοντά σε ένα ηφαίστειο. Η στάχτη καταστρέφει επίσης φυσικά αντικείμενα όπως καλώδια, πύργους, κτίρια και συσκευές που απαιτούνται για την υποστήριξη των επικοινωνιών.

Επιπτώσεις στις επίγειες μεταφορές

Η αρχική επίδραση της τέφρας στη μεταφορά είναι η περιορισμένη ορατότητα. Η στάχτη μπλοκάρει το φως του ήλιου, έτσι με το φως της ημέρας γίνεται τόσο σκοτεινό όσο τη νύχτα. Επιπλέον, μόλις 1 χιλιοστό στάχτης μπορεί να κρύψει τα σημάδια του δρόμου. Κατά την οδήγηση, μικρά σωματίδια συλλαμβάνονται από τα φίλτρα αέρα των αυτοκινήτων και επίσης εισέρχονται στον κινητήρα και καταστρέφουν τα εξαρτήματά του.

Η ηφαιστειακή τέφρα κατακάθεται στα παρμπρίζ των αυτοκινήτων, καθιστώντας αναγκαία τη χρήση υαλοκαθαριστήρων. Κατά τη διάρκεια του καθαρισμού, τα λειαντικά σωματίδια που παγιδεύονται μεταξύ του παρμπρίζ και του υαλοκαθαριστήρα μπορεί να χαράξουν το παράθυρο. Όταν βρέχει, η στάχτη που κατακάθεται στους δρόμους μετατρέπεται σε ένα στρώμα ολισθηρής λάσπης, με αποτέλεσμα να χάνεται η σύζευξη τροχών και ασφάλτου.

Επιπτώσεις στα αεροπορικά ταξίδια

Οι σύγχρονοι κινητήρες τζετ επεξεργάζονται τεράστιους όγκους αέρα. Εάν η ηφαιστειακή τέφρα αναρροφηθεί στον κινητήρα, θερμαίνεται σε θερμοκρασία υψηλότερη από το σημείο τήξης του. Η λιωμένη τέφρα κολλάει στα εσωτερικά του κινητήρα και περιορίζει τη ροή του αέρα, προσθέτοντας το βάρος του αεροσκάφους.

Η λειαντική δομή της τέφρας του ηφαιστείου έχει αρνητικό αντίκτυπο στα σκάφη της γραμμής που πετούν στη ζώνη έκρηξης. Σε υψηλές ταχύτητες, τα σωματίδια τέφρας που πέφτουν στο παρμπρίζ ενός αεροσκάφους μπορεί να κάνουν την επιφάνειά του θαμπή, με αποτέλεσμα ο πιλότος να χάσει την ορατότητά του. Η αμμοβολή μπορεί επίσης να αφαιρέσει το χρώμα στη μύτη και στις άκρες των φτερών. Στα αεροδρόμια, προκύπτουν προβλήματα με τους διαδρόμους - τα σημάδια κρύβονται κάτω από τις στάχτες, ο εξοπλισμός προσγείωσης του αεροσκάφους χάνει πρόσφυση κατά την προσγείωση και την απογείωση.

Επιπτώσεις στα συστήματα ύδρευσης

Τα συστήματα ύδρευσης μπορεί να μολυνθούν από στάχτες, επομένως, πριν από τη χρήση νερού από ποτάμια, δεξαμενές ή λίμνες, πραγματοποιείται ενδελεχής καθαρισμός της ανάρτησης. Ταυτόχρονα, η επεξεργασία του νερού με παχύρρευστα λειαντικά μπορεί να βλάψει τις αντλίες και τον εξοπλισμό φιλτραρίσματος. Η τέφρα προκαλεί επίσης προσωρινές αλλαγές στη χημική σύνθεση του υγρού, οδηγεί σε μείωση του pH και αύξηση της συγκέντρωσης των ιόντων έκπλυσης - Cl, SO4, Na, Ca, K, Mg, F και πολλά άλλα.

Έτσι, οι κοινότητες που βρίσκονται κοντά ή κάτω από τον άνεμο ηφαιστείων πρέπει να εξετάσουν τις πιθανές επιπτώσεις της ηφαιστειακής τέφρας, να αναπτύξουν τρόπους αντιμετώπισης και να ελαχιστοποιήσουν τις επιπτώσεις της. Είναι πολύ πιο εύκολο να αναλάβετε δράση εκ των προτέρων παρά να αντιμετωπίσετε πολλά δυσεπίλυτα προβλήματα κατά τη διάρκεια της έκρηξης.

Σελίδα 1

Η ηφαιστειακή σκόνη, αν κρίνουμε από ορισμένα δεδομένα, μπορεί να υπάρχει ακόμη και στην τροπόσφαιρα για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Τουλάχιστον στα κοιτάσματα παγετώνων της Ανταρκτικής, βρέθηκε ηφαιστειακή τέφρα, η οποία μεταφέρθηκε σε απόσταση τουλάχιστον 4000 km και η ηλικία των κοιτασμάτων που μελετήθηκαν κυμαινόταν από 18 έως 16 εκατομμύρια χρόνια.

Ο άνεμος μεταφέρει σε μεγάλες αποστάσεις ηφαιστειακή σκόνη που εκτοξεύεται κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων.

Η μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας από την ηφαιστειακή σκόνη που κρέμεται στην ατμόσφαιρα μπορεί να φτάσει σε πολύ υψηλές τιμές.

Σε μικτές εκρήξεις διάχυσης-εκρηκτικών, εξωθητικών-εκρηκτικών και άλλων εκρήξεων, σημαντικό χαρακτηριστικό είναι ο συντελεστής εκρηκτικότητας, εκφρασμένος ως ποσοστό της ποσότητας πυροκλαστικού υλικού (ηφαιστειακή σκόνη, άμμος, ηφαιστειακές βόμβες κ.λπ.) της συνολικής μάζας των προϊόντων. .

Ένας άλλος τύπος στέμματος (αυτό το στέμμα είναι πολύ μεγαλύτερο, η γωνιακή του ακτίνα φτάνει το 15) είναι το λευκό και κόκκινο-καφέ δαχτυλίδι του Bishop, το οποίο σχηματίζεται λόγω της διασποράς στην ατμόσφαιρα της ηφαιστειακής σκόνης. Μετά από μερικές ηφαιστειακές εκρήξεις, ο ήλιος αποκτά όμορφες χρυσές αποχρώσεις το σούρουπο. Ο ουρανός του λυκόφωτος αποκτά έναν απίστευτο πλούτο χρωμάτων. ταυτόχρονα, μια δεύτερη (βλ. πρόβλημα 5.60) μωβ ακτίνα εμφανίζεται στον ουρανό, η οποία επιμένει για αρκετές ώρες μετά τη δύση του ηλίου.

Η ηφαιστειακή σκόνη μπορεί να μολύνει κάπως περισσότερο την ατμόσφαιρα της γης. Τα ρεύματα αέρα μπορούν να μεταφέρουν ηφαιστειακή σκόνη σε πολύ μεγάλες αποστάσεις.

Είναι δύσκολο, ωστόσο, να εξηγηθεί γιατί τέτοια σύννεφα σκόνης μερικές φορές επιμένουν για ολόκληρες εβδομάδες και καλύπτουν σχεδόν ολόκληρο τον δίσκο του πλανήτη, ειδικά με ασθενείς ανέμους, η ταχύτητα των οποίων (αρκετά km/s) μπορεί να προσδιοριστεί από την κίνηση των νεφών. . Έχει επίσης προταθεί ότι στην ατμόσφαιρα του Άρη υπάρχουν σύννεφα ηφαιστειακής σκόνης (Jarry-Deloges), τα οποία στη Γη παραμένουν στα υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά δεν γνωρίζουμε τίποτα για την παρουσία πολλών ενεργά ηφαίστεια στον Άρη. Το ύψος στο οποίο βρίσκονται τα σύννεφα του δεύτερου τύπου είναι περίπου 5 km πάνω από την επιφάνεια του πλανήτη και βρίσκονται σίγουρα χαμηλότερα από τα σύννεφα του πρώτου τύπου. Το ύψος του βιολετί στρώματος, το οποίο, προφανώς, βρίσκεται ανάμεσα στα κίτρινα και μπλε σύννεφα, μπορεί να είναι κοντά στα 10 ή 15 χιλιόμετρα, αλλά δεν αποκλείεται η πιθανότητα ακόμη υψηλότερων τιμών.

Όταν αυτά τα σύννεφα έγιναν αντιληπτά για πρώτη φορά, αρχικά αποφασίστηκε ότι προέκυψαν ως αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των ατμών που εισήχθησαν ψηλά στην ατμόσφαιρα μαζί με την ηφαιστειακή σκόνη κατά την ισχυρή έκρηξη του ηφαιστείου Κρακατόα τον Αύγουστο του 1883. Είναι αλήθεια, σχεδόν δύο της χρονιάς. Επιπλέον, δεν ήταν σαφές γιατί αυτά τα σύννεφα δεν παρατηρήθηκαν μετά από άλλες καταστροφικές ηφαιστειακές εκρήξεις. Η εμφάνιση μάλλον λαμπερών ασημικών νεφών μετά την πτώση του διάσημου μετεωρίτη Tunguska (30 Ιουνίου 1908) δημιούργησε την ιδέα ότι τα σύννεφα οφείλουν την προέλευσή τους στους μετεωρίτες. Το πρώτο τέταρτο του αιώνα μας, έγινε δημοφιλής η υπόθεση των μετεωριτών, σύμφωνα με την οποία τα σωματίδια των νυχτερινών νεφών είναι πολύ μικρά θραύσματα μετεωριτών, προϊόντα της διασποράς τους στην ατμόσφαιρα.

Οι κύριες πηγές σωματιδίων αερολύματος στην ατμόσφαιρα είναι το έδαφος, οι θάλασσες και οι ωκεανοί, τα ηφαίστεια, οι δασικές πυρκαγιές, τα σωματίδια βιολογικής προέλευσης, ακόμη και οι μετεωρίτες. Αν πάρουμε την ποσότητα της σκόνης μετεωρίτη που πέφτει στη γη ανά έτος ως μία, τότε οι δασικές πυρκαγιές, η σκόνη από τις ερήμους και το έδαφος, το θαλασσινό αλάτι και η ηφαιστειακή σκόνη είναι 35, 750, 1.500 και 50, αντίστοιχα.

Η στάχτη κατέστρεψε τα χωράφια στα νησιά Μπαλί, Λομπόκ, μεγάλο μέρος της Ιάβας. Η ηφαιστειακή σκόνη που γέμισε τη στρατόσφαιρα προκάλεσε απότομη ψύξη, αποτυχία των καλλιεργειών και λιμό στην Ευρώπη και την Αμερική.

Ο μπεντονίτης αλουμίνας είναι πολύ βολικός για την επίδειξη θιξοτροπίας. Τα σωματίδια του είναι πολύ ασύμμετρα και έχουν τη μορφή μακριών λεπτών πλακών. Ο μπεντονίτης λαμβάνεται από ηφαιστειακή σκόνη και το κύριο συστατικό του είναι το ορυκτό μοντμοριλλονίτης. Είναι μια από τις λίγες ανόργανες ουσίες που διογκώνονται στο νερό. Για να ληφθεί μια θιξοτροπική γέλη μπεντονίτη, το νερό αναμιγνύεται με άργιλο μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή συνοχή. Η ποσότητα του νερού που προστίθεται καθορίζει το χρόνο σκλήρυνσης της γέλης. Εάν το εναιώρημα αργίλου είναι επαρκώς συμπυκνωμένο, τότε μπορείτε να ακούσετε πώς κινείται το υγρό εναιώρημα όταν το πήκτωμα ανακινείται έντονα στον δοκιμαστικό σωλήνα, αλλά ο χρόνος ζελατινοποίησης είναι τόσο σύντομος που εάν σταματήσει η ανακίνηση, το πήκτωμα στερεοποιείται αμέσως και δεν υπάρχει υγρή κατάσταση παρατηρείται καθόλου.

Και τέλος, είναι επίσης απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι ακαθαρσίες που προέρχονται από το εξωτερικό. Όσον αφορά την ανθρώπινη δραστηριότητα, τρεις κύριες πηγές μπορούν να αναφερθούν εδώ: προϊόντα καύσης από σταθερές πηγές (σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας). προϊόντα καύσης από κινούμενες πηγές (οχήματα). βιομηχανικές διαδικασίες. Οι πέντε κύριες ακαθαρσίες που εκπέμπονται από αυτές τις πηγές είναι το μονοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του θείου, τα οξείδια του αζώτου, οι πτητικές οργανικές ενώσεις (συμπεριλαμβανομένων των υδρογονανθράκων), οι πολυκυκλικοί αρωματικοί υδρογονάνθρακες και τα σωματίδια. Οι διαδικασίες εσωτερικής καύσης στα οχήματα αποτελούν κύρια πηγή μονοξειδίου του άνθρακα και υδρογονανθράκων και σημαντική πηγή οξειδίων του αζώτου. Οι διεργασίες καύσης σε σταθερές πηγές εκπέμπουν οξείδια του θείου. Οι βιομηχανικές διεργασίες και οι σταθερές πηγές προϊόντων καύσης παράγουν περισσότερα από τα μισά σωματίδια που εκπέμπονται στον αέρα από την ανθρώπινη δραστηριότητα και οι βιομηχανικές διεργασίες μπορούν επίσης να είναι πηγή πτητικών οργανικών ενώσεων. Υπάρχουν επίσης ακαθαρσίες όπως σωματίδια ηφαιστειακής σκόνης, χώμα και θαλασσινό αλάτι, καθώς και σπόρια και μικροοργανισμοί φυσικής προέλευσης, που εξαπλώνονται στον αέρα. Η σύνθεση του εξωτερικού αέρα ποικίλλει ανάλογα με την τοποθεσία του κτιρίου και εξαρτάται τόσο από την παρουσία πηγών ακαθαρσιών κοντά, όσο και από τη φύση αυτών των πηγών, καθώς και από την κατεύθυνση του ανέμου που επικρατεί. Ωστόσο, ο αστικός αέρας περιέχει πάντα πολύ υψηλότερες συγκεντρώσεις αυτών των ακαθαρσιών.

Σελίδες:      1

Είναι γνωστό ότι, εκτός από εκρήξεις τύπου Χαβάης, στη σύνθεση των στερεών ηφαιστειακών εκτοξευμάτων κυριαρχούν θρυμματισμένα πυροκλαστικά υλικά, το μερίδιο των οποίων στη συνολική μάζα των στερεών εκτοξευτών φτάνει το 94-97%. Σύμφωνα με τον Zapper, κατά την περίοδο από το 1500 έως το 1914, 392 χλμ 3λάβα και χαλαρές μάζες, κυρίως τέφρα. Το μερίδιο των χαλαρών μαζών στις εκπομπές κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ήταν κατά μέσο όρο 84%. Είναι επίσης χαρακτηριστικό ότι κατά τις εκτοξεύσεις σχηματίζονται τεράστιες μάζες εξαιρετικά λεπτής τέφρας. Τέτοιες στάχτες μπορούν να παραμείνουν αιωρούμενες στον αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Κατά τη διάρκεια της έκρηξης του Κρακατόα το 1883, οι στάχτες έκαναν κύκλους γύρω από τη Γη πολλές φορές προτού εγκατασταθούν εντελώς. Ταυτόχρονα, τα μικρότερα σωματίδια τέφρας ανέβηκαν σε μεγάλο ύψος, όπου παρέμειναν για αρκετά χρόνια, προκαλώντας κόκκινες αυγές στην Ευρώπη. Κατά τη διάρκεια της έκρηξης του ηφαιστείου Bezymyanny στην Καμτσάτκα, στάχτη έπεσε ήδη τη δεύτερη μέρα στην περιοχή του Λονδίνου, δηλαδή σε απόσταση άνω των 10 χιλιάδων χιλιομέτρων. χλμ. Από την άποψη της καθίζησης στερεής ύλης από ηφαιστειακές εκρήξεις από υδατικά, κυρίως υπερκρίσιμα, διαλύματα που προέρχονται από το κέλυφος αποστράγγισης, μια τέτοια αναλογία μεταξύ των μαζών της στερεάς και της χαλαρής ύλης των ηφαιστειακών εκρήξεων είναι απολύτως κατανοητή. Πράγματι, οι λύσεις, που ανεβαίνουν μέσω του καναλιού από το κέλυφος αποστράγγισης, όπου ήταν υπό πίεση έως και 2-4 χιλιάδες. ΑΤΜ,χάνουν πίεση, διαστέλλονται και κρυώνουν. Ως αποτέλεσμα, οι ουσίες που διαλύονται σε αυτά πέφτουν έξω από τα διαλύματα, σχηματίζοντας πρώτα υγρό και καθώς η έκρηξη πυκνώνει μάζες συμπυκνωμάτων. Αυτές οι μάζες, προφανώς, συσσωρεύονται στον μεγαλύτερο βαθμό στο στόμιο του καναλιού μέσω του οποίου ανεβαίνουν τα υδατικά διαλύματα. Καθώς αυτές οι μάζες συσσωρεύονται και το κανάλι διαστέλλεται, η ροή ατμού αρχίζει να συλλαμβάνει και να αλέθει τις μάζες που έχουν πέσει έξω από τα διαλύματα στην πορεία. Ανάλογα με την ταχύτητα του πίδακα ατμού και τη θερμοκρασία και την πυκνότητά του, καθώς και με τα χαρακτηριστικά της χημικής σύστασης των πυκνών μαζών ύλης που πέφτουν, συνθλίβεται σε περισσότερο ή λιγότερο μικρά σωματίδια, τα οποία παρασύρονται με το σύννεφο. και μετά πέφτουν έξω από αυτό.

Έχει διαπιστωθεί ότι η στάχτη που πέφτει από τα σύννεφα τέφρας έχει διαφορετική σύνθεση κόσκινου, τόσο ανάλογα με την ένταση της έκρηξης όσο και ανάλογα με την απόσταση από το σημείο πτώσης της τέφρας. Μεγάλα κλάσματα τέφρας πέφτουν κοντά σε ηφαίστεια με μεγέθη μεμονωμένων σωματιδίων μέχρι 3-5 mm;Όσο πιο μακριά είναι τα σύννεφα τέφρας, τόσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων της τέφρας. Ταυτόχρονα, είναι γνωστό ότι η τέφρα πέφτει σε αποστάσεις έως και 100 χλμκαι άλλα, εξακολουθούν να έχουν μια πολύπλοκη σύνθεση κόσκινου. Αυτό, κατά τη γνώμη μας, δείχνει ότι κατά τη διάρκεια της κίνησης του νέφους τέφρας, δεν συμβαίνει μόνο η κλασμάτωση των ήδη υπαρχόντων σωματιδίων τέφρας, αλλά και ο σχηματισμός νέων σωματιδίων, καθώς η λεπτή τέφρα σε εναιώρηση έχει την ικανότητα να σχηματίζει συσσωματώματα, τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε πυκνές μπάλες που ονομάζονται πισολίθοι ή πετρωμένες σταγόνες βροχής. Η προέλευση της ιδιαίτερα λεπτής τέφρας, η οποία βρίσκεται στον αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα και μεταφέρεται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις, πιθανότατα οφείλεται στην κατακρήμνιση απευθείας από το ζεστό σύννεφο ατμών καθώς ψύχεται. Από το στόμιο του ηφαιστείου, ένας πίδακας ζεστού ατμού εκτοξεύεται προς τα πάνω, με θερμοκρασία έως 400-450 ° C. Σε ένα τέτοιο ζευγάρι, ακόμη και σε κανονική πίεση, υπάρχουν διαλυμένες ουσίες, αν και σε χαμηλή συγκέντρωση. Με περαιτέρω ψύξη του νέφους ατμών, διαλυμένες ουσίες πέφτουν έξω από αυτό με τη μορφή σωματιδίων με διαστάσεις που πλησιάζουν τις διαστάσεις των μορίων. Τέτοια σωματίδια τέφρας μπορούν να μείνουν στον αέρα επ' αόριστον.

Έτσι, η κυριαρχία της τέφρας και ο σχηματισμός υλικών υψηλής διασποράς σε ηφαιστειακή εκτίναξη εξηγείται ικανοποιητικά από την καθίζηση τους από υδατικά διαλύματα, συμπεριλαμβανομένων υπερκρίσιμων και ατμού, που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα. Αυτή η προέλευση των στάχτων εξηγεί ορισμένα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά της σύνθεσής τους.

Είναι γνωστό ότι καθώς ένα σύννεφο τέφρας μετακινείται σε όλο και μεγαλύτερες αποστάσεις από έναν ηφαιστειακό κρατήρα, στάχτες διαφορετικής χημικής σύνθεσης πέφτουν έξω από αυτό. Ακόμη και τα κλάσματα τέφρας που είναι εντελώς πανομοιότυπα στη σύνθεση του κόσκινου αλλάζουν αισθητά στη χημική σύνθεση ανάλογα με τη διάρκεια παραμονής των σωματιδίων τέφρας στο σύννεφο. Αυτή η εξάρτηση συνήθως συνδέεται με την απόσταση από το ηφαίστειο. Αλλά το θέμα εδώ, φυσικά, δεν είναι στον τρόπο, αλλά στον χρόνο. Ιδιαίτερα αισθητές είναι οι αλλαγές στην περιεκτικότητα σε σίδηρο, μαγνήσιο, μαγγάνιο, κασσίτερο, βανάδιο και άλλα στοιχεία στη στάχτη, η οποία, κατά κανόνα, αυξάνεται με την απόσταση από τον κρατήρα του ηφαιστείου.

Ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό των διεργασιών που οδηγούν σε αύξηση της περιεκτικότητας αυτών των στοιχείων στις στάχτες είναι ότι αλλάζουν τη χημική σύνθεση της τέφρας μόνο σε μια λεπτή επιφανειακή μεμβράνη κάθε σωματιδίου τέφρας. Το πάχος του χημικά τροποποιημένου φιλμ φτάνει τα 10 -4 -10 -6 εκ . Ο I. I. Gushchenko, ο οποίος μελέτησε τις στάχτες της Βόρειας Καμτσάτκα, σημειώνει ότι έχουν μια καλά έντονη ικανότητα προσρόφησης και ότι η λεπτόκοκκη τέφρα απορροφά τις μεγαλύτερες ποσότητες ανιόντων ΕΤΣΙ 4 -2 και HCO 3 - , και η χονδρόκοκκη τέφρα απορροφά καλύτερα τα ιόντα χλωρίου. Σε σκουρόχρωμα και μεταλλεύματα τα ορυκτά της τέφρας απορροφώνται κατά προτίμηση ΕΤΣΙ 4 2- , HCO 3 - , Να + , κ + , mg 2+ . Σε πλαγιόκλες και γυαλί, η στάχτη απορροφάται καλύτερα Cl - , Ca 2+ , Fe 3+ , Π 5+ , Μn 2+ . Το περιεχόμενο αντικειμένων όπως π.χ Fe, Ti, mg, Mn, στις μεμβράνες προσρόφησης είναι έως και 35 και μάλιστα έως 75% της συνολικής περιεκτικότητας αυτών των στοιχείων στη στάχτη. Ο I. I. Gushchenko έδειξε επίσης ότι η περιεκτικότητα σε μαγνήσιο στις στάχτες του ηφαιστείου Bezymyanny αυξάνεται 12-30 φορές κατά τη διάρκεια του χρόνου που το σύννεφο διανύει απόσταση 90 χλμαπό το ηφαίστειο. Παραθέτει επίσης στοιχεία που δείχνουν ότι στις στάχτες του ηφαιστείου Hekla, που έπεσε στις 29 Μαρτίου 1947, σε απόσταση 3800 χλμπεριεχόμενο από αυτόν MgOκαι το K 2 O αυξήθηκε 4 φορές και το CaO, P 2 O 5,TiO 2 και A1 2 O 3 - κατά 40-60% σε σχέση με την περιεκτικότητα αυτών των στοιχείων στο πυροκλαστικό υλικό που έπεσε σε 10 χλμαπό το ηφαίστειο.

Η χημική σύσταση της τέφρας, και ιδιαίτερα τα επιφανειακά φιλμ προσρόφησης, διαφέρει από τη μέση σύνθεση των πετρωμάτων της ξηράς και του ωκεάνιου φλοιού λόγω της παρουσίας και της αυξημένης περιεκτικότητας πολλών στοιχείων, όπως π.χ. Ga, V, Σι, Λοιπόν, Ni, Cr, Sr, Ba, Zr, U, Th και τα λοιπά.

Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της ηφαιστειακής τέφρας περιλαμβάνουν το γεγονός ότι η σύνθεση της τέφρας περιλαμβάνει υαλώδες υλικό. Το μερίδιο του γυαλιού στις στάχτες κυμαίνεται από 53 έως 95%, γεγονός που υποδηλώνει μια ταχεία μετάβαση των σωματιδίων που σχημάτισαν τη στάχτη από υγρή σε στερεή κατάσταση.

Από την άποψη της καθίζησης ηφαιστειακής τέφρας από υδατικά διαλύματα που διαφεύγουν από το κέλυφος αποστράγγισης του φλοιού της γης, όλα αυτά τα πολύ ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά της τέφρας δεν είναι μόνο ανεξήγητα, αλλά, αντίθετα, είναι απολύτως φυσικά και κατανοητά.

Όπως σημειώθηκε παραπάνω, διάφορες χαμηλής πτητικότητας ενώσεις, σύμφωνα με την αλλαγή στη διαλυτότητα, η οποία εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την πίεση και τις μεταπτώσεις φάσης των διαλυμάτων σε κρίσιμες θερμοκρασίες, κατανέμονται διαφορετικά μεταξύ των φάσεων ατμού, υγρού και στερεού. Παρά το γεγονός ότι οι πειραματικές μελέτες δεν έχουν αγγίξει σχεδόν καθόλου τη μελέτη τέτοιων πολύπλοκων συστημάτων όπως τα συστήματα που σχηματίζουν διαλύματα που γεμίζουν το αποστραγγιστικό κέλυφος του φλοιού της γης, είναι δυνατόν να κατανοηθούν ορισμένα πρότυπα μετάβασης ορισμένων συστατικών από διαλύματα σε στερεά κατάσταση. κατά το σχηματισμό της τέφρας και την κίνηση τους.μαζί με το σύννεφο.

Αυτές οι διαδικασίες και η αλληλουχία τους παρουσιάζονται σε αυτή τη μορφή.

Σύννεφα υδρατμών που σχηματίζονται πάνω από το στόμιο ενός ηφαιστείου με υψηλό ρυθμό εκπομπών πολλών εκατομμυρίων τόνων ατμού έχουν υψηλή θερμοκρασία. Επομένως, η στερεά ύλη περιέχεται στα νέφη ατμών όχι μόνο με τη μορφή σωματιδίων τέφρας, αλλά και σε διαλυμένη κατάσταση. Καθώς το σύννεφο απομακρύνεται από το σημείο της έκρηξης, αυξάνεται σε όγκο και ψύχεται. Η ψύξη των ατμών από 350-450 έως 0 ° C οδηγεί σε καθίζηση στη στερεά κατάσταση εκείνων των συστατικών που βρίσκονται στον ζεστό ατμό. Αυτά τα μικροσκοπικά στερεά σωματίδια μπορούν να συμπυκνώσουν μεμβράνες υγρού νερού πάνω τους, μπορούν να κολλήσουν ή να ροφήσουν σε μεγαλύτερα σωματίδια τέφρας και να σχηματίσουν πάνω τους τα λεπτότερα φιλμ προσρόφησης που είναι χαρακτηριστικά της τέφρας.

Χωρίς πειραματικά δεδομένα, είναι δύσκολο να κρίνουμε τη θερμοκρασία του ατμού στα σύννεφα τέφρας πάνω από το ηφαίστειο και στο μονοπάτι που διανύουν τα σύννεφα, ανεβαίνοντας και πηγαίνοντας σε απόσταση. Ωστόσο, κρίνοντας από τη σαφή εξάρτηση της χημικής σύστασης των λεπτών επιφανειακών μεμβρανών προσρόφησης από την απόσταση στην οποία πέφτει η τέφρα, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η ψύξη συνεχίζεται για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Είναι επίσης πιθανό ότι μετά τον τερματισμό της καθίζησης των ουσιών που είναι διαλυμένες στον ατμό, εμφανίζεται μια περαιτέρω αλλαγή στη σύνθεση του επιφανειακού φιλμ μεγάλων σωματιδίων τέφρας. Ροφούν από το σύννεφο εκείνες τις λεπτώς διασκορπισμένες ακαθαρσίες που μπορεί να έχουν αντίθετο φορτίο.

Από την άποψη της υπόθεσης του σχηματισμού νεφών τέφρας από υπερκρίσιμα διαλύματα του κελύφους αποστράγγισης, αυτά τα γεγονότα είναι πολύ σημαντικά, γιατί σε αυτή την περίπτωση είναι υποχρεωτικός ο σχηματισμός τέφρας και της μικρότερης σκόνης, η οποία απορροφάται σε μεγαλύτερη τέφρα. σωματίδια, σχηματίζοντας φιλμ προσρόφησης.

Άλλες υποθέσεις για την προέλευση του νέφους ατμών δεν μπορούν να εξηγήσουν την παρουσία στο νέφος στοιχείων που έχουν προσροφηθεί στα σωματίδια τέφρας. Επιπλέον, δεν μπορούν να εξηγήσουν το εξαιρετικά ευρύ φάσμα αυτών των στοιχείων. Διασκορπισμένα, συμπεριλαμβανομένων των ραδιενεργών, στοιχεία, κατά κανόνα, δεν εμφανίζονται σε τόσο μεγάλο εύρος ούτε στη λάβα ούτε σε πυριγενή πετρώματα, πολύ λιγότερο σε πετρώματα που αποτελούν το πάχος του φλοιού της γης. Ως εκ τούτου, ένα ευρύ φάσμα στοιχείων στο φιλμ προσρόφησης στα σωματίδια τέφρας είναι ένα από τα πιο πειστικά στοιχεία υπέρ της υπόθεσης που συνδέει την προέλευση των νεφών τέφρας με διαλύματα περιβλήματος αποστράγγισης. Η ίδια σχέση επιβεβαιώνεται από ένα ευρύ φάσμα πτητικών συστατικών που εκπέμπονται από ηφαίστεια, φουμάρες και άλλες πηγές. Αυτά, όπως είναι γνωστό, περιλαμβάνουν: CO, CO 2, ΕΤΣΙ 2 , H 2 μικρό, CSO, Ν 2 , Ν 2 Ο 3 , Ν 2 Ο 5 , ΟΧΙ 3 , NH 4 Cl, PH 3 , CH 4 , kr, Xe, Ne, Αυτός, H 2 , Se, SiF 4 , H 3 BO 3 και πολλές άλλες ενώσεις πτητικές με χλώριο, βόριο, θείο και φθόριο. Η σύνθεση αλατιού του ωκεανού και η ιδιαίτερα πολύπλοκη σύνθεση όζων σιδηρομαγγανίου και φωσφόρου μαρτυρούν επίσης ένα ευρύ φάσμα στοιχείων στα διαλύματα του αποστραγγιστικού κελύφους.

Χρήσιμα άρθρα

Πώς να χρησιμοποιήσετε αποτελεσματικά την ηφαιστειακή τέφρα;

Τώρα οι λέξεις οικολογία, οικολογική καθαριότητα χρησιμεύουν ως ένα είδος συμβόλου ποιότητας. Και οι λέξεις συνθετικό ή τεχνητό προκαλούν απόρριψη. Στη μόδα όλα είναι φυσικά, φυσικά. Ακόμα και οι ελλείψεις του φυσικού έχουν πάψει να είναι ελλείψεις, γίνονται αντιληπτές από εμάς ως δείκτης με πρόσημο συν.
Στη μόδα και φιλικό προς το περιβάλλον τρόπο ζωής. Όχι στο κέντρο της μητρόπολης, αλλά στο σπίτι του έξω από την πόλη. Το εξοχικό γίνεται αρχοντικό με όλη τη σημασία της λέξης. Στέκεται μόνο του, στη μέση μιας μεγάλης περιοχής, φαίνεται πρωτότυπο, κομψό και ακριβό, τόσο εξωτερικά όσο και εσωτερικά.

Η μόδα αυξάνει το ενδιαφέρον για καινοτόμα υλικά στην εσωτερική διακόσμηση. Όλοι οι κατασκευαστές υλικών φινιρίσματος, σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό, ασχολούνται με την ανάπτυξη τέτοιων προϊόντων. Αν και στην πρώτη θέση στην ανάπτυξη των υλικών του μέλλοντος, κατά κανόνα, είναι οι ιαπωνικές εταιρείες.

Τα υλικά του μέλλοντος θα πρέπει να συνδυάζουν αντοχή, αντοχή στη φθορά, πρακτικότητα, ανθεκτικότητα και φιλικότητα προς το περιβάλλον και οι σχεδιαστές προτιμούν να εργάζονται με φυσικά υλικά, 90% - 100% φυσικά.

Τέτοιο υλικό είναι ο ηφαιστειακός σοβάς. Αναπτύχθηκε, φυσικά, στην Ιαπωνία. Κάτι, και υπάρχουν αρκετά ηφαίστεια εκεί. Το κύριο συστατικό είναι η ηφαιστειακή τέφρα.
Αυτός ο σοβάς απορροφά πλήρως τις δυσάρεστες οσμές. Σε ένα σπίτι με τέτοιο κάλυμμα τοίχου, μπορείτε να καπνίζετε με ασφάλεια, να εκτρέφετε εξωτικά, αλλά όχι αρκετά τακτοποιημένα κατοικίδια ζώα. Τίποτα δεν θα μυρίζει.

Οι επιβλαβείς και τοξικές ουσίες, οι οποίες, δυστυχώς, χρησιμοποιούνται στην κατασκευή οικοδομικών υλικών, όπως μοριοσανίδες, MDF, δεν θα είναι επίσης τρομερές. Ο ηφαιστειακός σοβάς απορροφά όσο το δυνατόν πληρέστερα τη φορμαλδεΰδη και τη φαινόλη. Μια υγιεινή ατμόσφαιρα στους τοίχους του σπιτιού, καλυμμένοι με αυτό το υλικό, είναι εγγυημένη.

Οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι τα σωματίδια ηφαιστειακής τέφρας δημιουργούν αρνητικά φορτισμένα ιόντα. Θα καλύψετε τους τοίχους με γύψο και θα απολαύσετε τον αέρα του βουνού ή του δάσους χωρίς να αφήσετε τα βουνά ή να βγείτε στο δάσος, αλλά απλά να καθίσετε μέσα σε τέσσερις τοίχους. Το κύριο πράγμα είναι ότι οι τοίχοι καλύπτονται με ένα καινοτόμο παράγοντα φινιρίσματος.

Το κάλυμμα διατηρεί σταθερό, άνετο για το άτομο, το επίπεδο υγρασίας. Δηλαδή, σε ένα υγρό δωμάτιο θα απορροφήσει την υπερβολική υγρασία, και σε ένα στεγνό δωμάτιο θα την απελευθερώσει.

Αυτό το υλικό δεν καίγεται. Αισθάνεται κανείς σαν να παραθέτει μια κλασική σοβιετική ταινία: «Όλα έχουν ήδη καεί μπροστά μας», κατά τη διάρκεια μιας ηφαιστειακής έκρηξης. Σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες, τα πετρώματα πυρώνονται, αποκτώντας φυσική άκαυστη. Ο σοβάς παράγεται χωρίς θερμική επεξεργασία, επομένως, δεν υπάρχουν εκπομπές CO 2 και η απόρριψη δεν θα βλάψει τη φύση, η χρησιμοποιημένη επίστρωση μπορεί απλά να θαφτεί στο έδαφος. Άρα ικανοποιούνται και οι απαιτήσεις των περιβαλλοντικών οργανώσεων.

Έτσι, μπορούμε να επιβεβαιώσουμε με πλήρη σιγουριά τα λόγια του προέδρου μας, ο οποίος δεν έχει ακόμη παραιτηθεί: «Μη φοβάστε την καινοτομία!». Το νέο είναι πάντα ενδιαφέρον.