İçerik
- Volkanik Kül Nedir?
- Volkanik Külün Özellikleri
- Kül Erimeleri ve Kül Sütunları
- Kül Plumes, Ashfalls ve Kül Alanları
- Volkanik Külün Etkisi
- İnsan Sağlığına Etkisi:
- Tarım Üzerindeki Etkisi:
- Binalara Etkisi:
- Aletleri Üzerindeki Etkisi:
- İletişim Üzerindeki Etkisi:
- Elektrik Üreten Tesisler Üzerindeki Etkisi:
- Kara Taşımacılığı Üzerindeki Etkisi:
- Hava Taşımacılığı Üzerindeki Etkisi:
- Su Temin Sistemlerine Etkisi:
- Atık Su Sistemlerine Etkisi:
- Volkanik Kül Planlaması
Volkanik kül tüyü Alaska’daki Aleut Ada Zinciri’ndeki Chuginadak Adası’ndaki Cleveland Volcano’dan. NASA görüntüsü, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan Uçuş Mühendisi Jeff Williams tarafından alınmıştır. Daha büyük görüntü.
Volkanik Kül Nedir?
Volkanik kül, püsküren volkan tarafından havaya üflenen, magmatik kaya gibi tutuşmuş kaya materyali parçacıklarından oluşur. Terim, havadayken, yere düştükten ve bazen de kayaya çevrildikten sonra kullanılır. "Volkanik toz" ve "volkanik kül" terimlerinin her ikisi de aynı malzeme için kullanılır; bununla birlikte, "volkanik toz", toz büyüklüğündeki malzemeler için daha uygun şekilde kullanılır.
Volkanik kül Helens Dağı'ndan, 1980 patlaması. USGS görüntüsü, D.E. Wieprecht. Daha büyük görüntü.
Volkanik kül partikülü taramalı elektron mikroskobu ile izlendi. USGS görüntüsü A.M. Sarna-Wojcicki. Daha büyük görüntü.
Volkanik Külün Özellikleri
İlk bakışta volkanik kül, yumuşak, zararsız bir toz gibi görünür. Bunun yerine, volkanik kül, Mohs Sertlik Ölçeğinde sertliği yaklaşık 5+ olan bir kaya malzemesidir. Keskin, pürüzlü kenarları olan düzensiz şekilli parçacıklardan oluşur (mikroskobik görünüme bakınız). Yüksek sertliği düzensiz parçacık şekliyle birleştirin; volkanik kül aşındırıcı bir madde olabilir. Bu, küçük parçacıklara hava taşıtı pencerelerine zarar verme, göze zarar verme özelliği, temas ettikleri ekipmanın hareketli parçalarında olağandışı bir aşınmaya neden olma ve aşağıda "Volkanik Külün Etkisi" bölümünde tartışılan diğer birçok soruna neden olma yeteneği verir.
Volkanik kül parçacıkları çok küçüktür ve çok sayıda boşluğu olan veziküler bir yapıya sahiptir. Bu onlara bir kaya malzemesi için nispeten düşük bir yoğunluk verir. Çok küçük partikül ebadıyla birleştirilen bu düşük yoğunluk, volkanik külün püskürerek atmosfere yüksek ve rüzgarla uzun mesafelerde taşınmasına izin verir. Volkanik kül, patlayan volkandan uzun mesafeli sorunlara neden olabilir.
Volkanik kül parçacıkları suda çözünmez. Islandıklarında, otoyol ve pistlerin kayganlaşmasına neden olabilecek bir bulamaç veya çamur oluştururlar. Islak volkanik kül, katı, beton benzeri bir kütleye kuruyabilir. Bu, fırtına kanalizasyonlarını tıkamasını ve kül yağmurla aynı anda düştüğünde açık olan hayvanların kürküne yapışmasını sağlar.
Volkanik kül kolonu: 18 Mayıs 1980'de St. Helens Dağı'nın patlama sütunu. Bu patlayıcı sürüm, on dakikadan az bir sürede 22 kilometre yüksekliğe kadar yükselen sıcak bir yükselen tefra, volkanik gaz ve sürüklenen hava sütunu üretti. Güçlü hakim rüzgarlar, külü doğuda saatte yaklaşık 100 kilometre hızla taşıdı. Dört saatten kısa bir sürede, yaklaşık 400 kilometre uzaklıktaki Spokane kentine kül düşüyordu ve iki hafta sonra püskürme bulutu dünyayı sarmıştı. A. Post tarafından USGS görüntüsü.
Kül Erimeleri ve Kül Sütunları
Bazı magmalar çok yüksek basınçlarda çok miktarda çözünmüş gaz içerirler. Bir patlama meydana geldiğinde, bu gazlar üzerindeki sınırlama basıncı aniden serbest bırakılır ve volkanik havalandırmadan fırlayıp küçük magma parçaları taşıyan onlarla birlikte hızla genişler. Bir magma odasının yanındaki yeraltı suyu aynı sonuç ile buhara maruz kalabilir. Bunlar, bazı püskürmeler için kül parçacıklarının kaynağıdır. Havalandırmadan çıkan büyük miktarda sıcak, kaçan, genişleyen gaz, havaya yükselen kül ve sıcak gazların patlama sütununu harekete geçirebilir.
Ekteki resim, St Helens Dağı'nın 1980 Mayıs patlaması tarafından üretilen kül kolonunun bir kısmını göstermektedir. Bu patlamada, sıcak volkanik gazların atmosfere patlayıcı salınımı, on dakikadan daha az bir sürede 22 kilometre yüksekliğe kadar yükselen bir yükselen tefra, volkanik gaz ve sürüklenen hava sütunu üretti. Daha sonra, kuvvetli hakim rüzgarlar, külü doğuya saatte yaklaşık 100 km hızla taşıdı. Dört saatten daha kısa bir sürede, havalandırmadan yaklaşık 400 kilometre uzakta Spokane şehrine kül düşüyordu. İki hafta sonra, püsküren toz dünyaya taşınmıştı.
Mount St Helens patlaması, büyüklüğü ve yoğunluğu bakımından olağanüstü idi. Bu sayfanın üstündeki resimde daha tipik bir kül bırakma gösterilmiştir. Bu görüntüde Alaska'nın Aleutian Ada Zinciri'ndeki Chuginadak Adası'nda bulunan Cleveland Volcano, dakikalar içinde volkandan ayrılan ve rüzgarla taşınan küçük bir kül tüyü salgılıyor.
Volkanik şelale haritası: Amerika Birleşik Devletleri'ndeki coğrafi dağılımını gösteren harita 18 Mayıs 1980’den itibaren St. Helens Dağı’nın patlaması. USGS görüntüsü. Büyük harita
Kül kalınlığı: Ashfall tortuları genellikle volkanın yakınında partikül boyutunda kalın ve kabadır. Bununla birlikte, mesafeden mevduat incelir ve incelir.
Kül tüyü: Şili'nin güneyindeki Chaitén Volcano'dan geçen uzun bir kül tüyü kıtada esiyor. Daha büyük görüntü.
Kül Plumes, Ashfalls ve Kül Alanları
Kül bir volkan tarafından havaya salındığında, rüzgarın onu hareket ettirme fırsatı vardır. Bu hareket, hava türbülansı ile birlikte, askıya alınan külün geniş bir alana dağıtılması için çalışır. Rüzgar tarafından taşınan bu kül bulutları, kül tüyleri olarak bilinir. Aşağıdaki resim, 3 Mayıs 2008'de Güney Şili'deki Chaitén Volcano'nun patlamasıyla üretilen bir kül tüyünü göstermektedir. Bu tüy Şili'de başlar, Arjantin'i geçer ve seyahat ederken yayılan Atlantik Okyanusu üzerinden yüzlerce kilometre uzanır.
Bir kül tüyü volkanik havalandırmadan uzaklaştığından, artık onu desteklemek için kaçan gazların akışına sahip değildir. Desteklenmeyen kül parçacıkları dökülmeye başlar. Önce en büyük kül parçacıkları dökülür ve daha küçük parçacık daha uzun süre asılı kalır. Bu, kül tüyünün altındaki zeminde bir kar yağışı birikintisine neden olabilir. Bu çöküntü birikintileri genellikle havalandırmanın yakınında en kalın ve mesafe ile incedir. Helens Dağı 18 Mayıs 1980’den bu yana çıkan kül dağılımını gösteren bir harita bu sayfada gösterilmektedir.
Bir kül alanı, toprağın bir kül tüyünün serpinmesiyle örtülmüş olduğu coğrafi bir alandır. Aşağıdaki resim Mayıs 2008’den bu yana Güney Şili’de Chaitén Volcano’nın doğusunda bulunan bir kül alanını göstermektedir.
Kül alanı: Mayıs 2008'den Chaitén Volcano'nun doğusunda bir kül alanı.
Volkanik Külün Etkisi
Volkanik kül insanlara, mallara, makinelere, topluluklara ve çevreye sayısız tehlike sunar. Bunlardan birkaçı aşağıda detaylandırılmıştır.
İnsan Sağlığına Etkisi:
Yağmura maruz kalan veya bir tozsuzluğun ardından tozlu ortamda yaşayan insanlar bazı problemlere maruz kalabilirler. Solunum sorunları arasında burun ve boğaz tahrişi, öksürük, bronşit benzeri hastalık ve nefes alırken rahatsızlık vardır. Bunlar, yüksek verimli toz maskeleri kullanılarak azaltılabilir, ancak mümkünse küle maruz kalmaktan kaçınılmalıdır.
Uzun vadeli problemler, kül önemli bir silis içeriğine sahipse "silikoz" olarak bilinen bir hastalığın gelişimini içerebilir. ABD Ulusal İş Güvenliği ve Sağlığı Enstitüsü, volkanik külü maruz kalanlar için özel maske tipleri önerir. Bronşit, amfizem veya astım gibi problemlerden muzdarip herkes maruz kalmaktan kaçınmalıdır.
Kuru volkanik kül nemli bir insan gözüne yapışabilir ve minik kül parçacıkları hızla göz tahrişine neden olur. Bu sorun, kontakt lens kullanan insanlar arasında en ağır olanıdır. Bazı cilt tahrişleri, asfalt alanlarındaki insanlar tarafından bildirilmektedir; ancak, vaka sayısı ve ciddiyeti düşüktür.
Novarupta ashfall: Novarupta Yanardağı çevresindeki manzaranın uydu görüntüsü, 1912 patlamasının pürüzleri ve piroklastik akış alanı ile renkli çizgilerle gösterilmiştir. University of Marylands Global Land Cover Facility'nin verilerini kullanarak J. Allen (NASA) tarafından uydu görüntüsü. B. Cole tarafından haritacılık,. Daha büyük görüntü.
Tarım Üzerindeki Etkisi:
Hayvancılık yukarıda insanlar için tarif edilen aynı göz ve solunum problemlerine maruz kalmaktadır. Otları besleyen hayvanlar, kül besin kaynaklarını kapsıyorsa, yemek yiyemeyebilir. Kül kaplı bir besin kaynağından yemek yiyenler genellikle birçok hastalıktan muzdariptir. Yağış alanlarındaki çiftçiler, hayvanlarına ek yem sağlamaları, onları tahliye etmeleri veya erken kesime göndermeleri gerekebilir.
Sadece birkaç milimetrelik bir kar yağışı genellikle meralarda ve ekinlerde ciddi hasara neden olmaz. Bununla birlikte, daha kalın kül birikimleri bitkilere ve meralara zarar verebilir veya onları öldürebilir. Kalın birikimler, mikrofitleri öldürerek ve oksijen ve su girişini engelleyerek toprağa zarar verebilir. Bu, steril bir toprak durumuna neden olabilir.
Volkanik ashfall hasarı: Islak bir çöküşten zarar gören binalar. USGS görüntüsü. Daha büyük görüntü.
Volkanik kül: USGS volkanik külün hava trafiği üzerindeki etkisini anlatan video.
Binalara Etkisi:
Kuru kül, taze kar yoğunluğunun yaklaşık on katı ağırlığındadır. Bir binanın çatısında kalın bir kar yağışı aşırı yüklenebilir ve çökmesine neden olabilir (resme bakın). Çoğu bina bu ek ağırlığı desteklemek için tasarlanmamıştır.
Yoğun bir çöküşten hemen sonra, öncelikli işlerden biri külü binaların çatısından temizlemektir. Kül çıkarılmadan önce yağmur yağarsa, kül tarafından emilebilir ve ağırlığı artırabilir. Islak kül, taze kardan yirmi kat yoğunluğa sahip olabilir.
Volkanik kül, bir binadaki olukları doldurabilir ve alt kısımları tıkayabilir. Tek başına kül çok ağır olabilir ve yağmur yağdığında ıslanırsa, ağırlık genellikle olukları evlerden çeker. Su ile birlikte kül, metal çatı kaplama malzemelerine zarar verebilir. Islak kül ayrıca bir iletkendir ve bir binanın dış elektrik elemanları etrafında birikirse, ciddi yaralanmalara veya hasara neden olabilir.
Filtreleri tıkanır veya delikleri volkanik kül ile kaplanırsa klimalar ve klima sistemleri arıza yapabilir veya zarar görebilir. Aşındırıcı kül aralarında aşınırsa, ekipmandaki hareketli parçalar hızla aşınabilir.
Aletleri Üzerindeki Etkisi:
İnce kül ve toz binalara sızabilir ve cihazlarda sorunlara neden olabilir. Aşındırıcı kül, elektrikli motorların içindeki hareketli parçalarda olağandışı aşınma üretebilir. Elektrikli süpürgeler, fırınlar ve bilgisayar sistemleri özellikle savunmasızdır, çünkü çok fazla hava işlemektedirler.
Volkanik ashfall nedeniyle karanlık: Havadaki kül güneş ışığını tıkayabilir ve günün ortasında karanlık bir kül tüyünün altındaki alanları yaratabilir. Soufriere Hills yanardağ, 1997 yılında görüntü. USGS görüntüsü. Daha büyük görüntü.
İletişim Üzerindeki Etkisi:
Volkanik kül, radyo dalgaları ve hava yoluyla yayılan diğer yayınları engelleyen elektrik yüküne sahip olabilir. Radyo, telefon ve GPS ekipmanı yakınlarda patlayan bir volkan bulunan sinyalleri gönderip alamayabilir. Kül ayrıca iletişimi desteklemek için gereken teller, kuleler, binalar ve ekipman gibi fiziksel tesislere zarar verebilir.
Elektrik Üreten Tesisler Üzerindeki Etkisi:
Volkanik kül, enerji üreten tesislerin kapanmasına neden olabilir. Bu tesisler bazen külün zarar görmemesi için kapatılır. Kül çıkıncaya kadar aşağı kalabilirler. Bu, temel ekipmanın arızalanmasını önler ancak milyonlarca insan için güç hizmetini aksatır.
Otomobillerde volkanik kül 1991'de Pinatubo Dağı'nın patlamasından sonra Filipinler'deki Clark Hava Üssü'nde. Bu park yeri patlamanın yaklaşık 25 kilometre doğusunda ve yaklaşık 9 santimetre kül aldı. USGS görüntüsü, R.P. Daha büyük görüntü.
Kara Taşımacılığı Üzerindeki Etkisi:
Ulaştırma üzerindeki ilk etki, görünürlük üzerindeki bir sınırdır. Kül havayı doldurur ve güneş ışığını engeller. Gün ortasında gece gibi karanlık olabilir. Kül ayrıca yol işaretlerini de kapsar. Sadece bir milimetre kül karayolunun merkezini ve taban hatlarını gizleyebilir.
Diğer bir etki de otomobiller üzerinde. Volkanik toz ve kül içerecek kadar büyük miktarda havayı işliyorlar. Bu başlangıçta hava filtresi tarafından yakalanır, ancak çabucak boğulabilir. Ardından, dikkatlice işlenmiş parçalara zarar vermek ve küçük açıklıkları tıkamak için motora aşındırıcı toz girer.
Volkanik kül, araçların ön camlarında birikir ve bu sayede silecekleri kullanma ihtiyacı yaratır. Silecekler kullanılırsa, ön cam ve silecekler arasındaki aşındırıcı kül pencereyi çizebilir, bazen görmesi mümkün olmayan buzlu bir yüzey oluşturur.
Yolları kaplayan volkanik toz ve kül, çekiş kaybına neden olabilir. Yollar ıslanırsa, kuru kül çok kaygan bir çamura dönüşür. Yollar ve sokaklar, erimeyen kar düşmüş gibi kürekle kapatılmalıdır.
Filipinler'deki Ashfall katmanları: A) Zambales, San Narciso'nun kuzeyindeki Santo Tomas Nehri köprüsü ile ilgili bölüm; Havalandırmanın 32 km batı-güneybatısında; Katman A, 8 mm kum büyüklüğünde kültür; B tabakası 4 mm, çoğunlukla ince kül. C tabakasının zayıf normal derecesine ve birikme yüzeyindeki dağınık kaba klipslere dikkat edin.
B) Havalandırmanın 10.5 km güneybatısında, Marella Nehri boyunca iyileştirilmemiş bir yolda Tephra-çökelme yatakları. Yaklaşık 4 cm kalınlığındaki A tabakası, kaba kül ve ince lapilli; B tabakası birkaç ince kül tabakasından oluşur; C tabakası 33 cm kalınlığındadır ve henüz bulunamamıştır. Genel derecelendirmeyi not edin, ancak sol üstte 2 cm'lik pomza lapillusuna dikkat edin. D tabakası, suyla işlenmiş pumik bir kül yatağıyla ayrılan 3-4 cm kalınlığında iki ince kül yatağından oluşur.
C) Tephra, Gumain Nehri'nin kuzey tarafındaki havalandırmanın 9 km güneydoğusunda bulunan iyileştirilmemiş karayolunda birikmektedir. B tabakası 23 cm kalınlığındadır ve çok sayıda kademeli kül yatağından oluşur; C tabakası 31 cm kalınlığında ve küçük ince kül kaplamaları ile alt kısımda iki bölgeye sahiptir.
D) Havalandırmanın yaklaşık 15 km doğusundaki Pasig Nehri kanyonunun ağzındaki bölüm. B tabakası 10 cm kalınlığında ve C tabakası yaklaşık 18 cm kalınlığında; Yapışkanlığın artması nedeniyle öne çıkan kül bakımından zengin bölgelere dikkat edin. W.E. Scott ve J.J. Majör. Daha büyük görüntü.
Hava Taşımacılığı Üzerindeki Etkisi:
Modern jet motorları muazzam miktarda havayı işlemektedir. Havayı motorun önüne çeker ve arkadan dışarı atarlar. Volkanik kül bir jet motoruna çekilirse, külün erime sıcaklığından daha yüksek olan sıcaklıklara ısıtılabilir. Kül motorda eriyebilir ve yumuşak yapışkan ürün motorun içine yapışabilir. Bu, motorun içinden hava akışını sınırlar ve uçağa ağırlık ekler.
Volkanik kül, birkaç düzlemde motor arızasına neden olmuştur. Neyse ki pilotlar kalan motorları ile güvenli bir şekilde inmeyi başardılar. Bugün, volkanlar patlama izleri için izlenir ve uçaklar havadaki kül içerebilecek alanlara yönlendirilir.
Havada asılı bulunan volkanik kül, saatte yüzlerce kilometre boyunca uçan uçaklar üzerinde aşındırıcı bir etkiye sahip olabilir. Bu hızlarda, ön camı etkileyen kül partikülleri, yüzeyi pilotların görüşünü engelleyen buzlu bir yüzeye kumlayabilir. Kumlama ayrıca burun ve kanatların ve navigasyon ekipmanının ön kenarlarındaki boya ve çukur metalleri de temizleyebilir.
Hava limanlarında, aynı sorun yollarda görülen pistlerde de görülmektedir. Pist üzerindeki işaretler kül ile kaplanabilir. Uçaklar iniş ve kalkışta çekiş kaybedebilir. İşlemler normale dönmeden önce külün çıkarılması gerekir.
Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü pilotların ve hava trafik kontrolörlerinin volkanik tehlikelerden haberdar olma ihtiyacını kabul etti. Bunu yapmak için birkaç Volkanik Kül Danışma Merkezi kurmak üzere devlet kurumlarıyla birlikte çalıştılar. Bu merkezler volkanik aktiviteyi izler ve izleme alanlarındaki kül eriklerini raporlar.
Volkanik kül: USGS volkanik külün hava trafiği üzerindeki etkisini anlatan video.
Su Temin Sistemlerine Etkisi:
Su temini sistemleri, ashfallslardan etkilenebilir. Bir topluluk, nehir, rezervuar veya göl gibi bir açık su kaynağını kullandığında, düşen kül, kullanımdan önce filtrelenmesi gereken su kaynağında askıya alınmış bir malzeme haline gelecektir. Asılı aşındırıcı kül ile suyun işlenmesi pompalara ve filtreleme ekipmanlarına zarar verebilir.
Kül ayrıca suyun kimyasında geçici değişikliklere neden olabilir. Suyla temas eden kül, pH değerini düşürebilir ve kül malzemesinden sızan iyonların konsantrasyonunu artırabilir. Bunlar şunları içerir: Cl, SO4, Na, Ca, K, Mg, F ve diğerleri.
Atık Su Sistemlerine Etkisi:
Şehrin sokaklarına düşen kül derhal fırtına kanalizasyon sistemine girecektir. Kül yüklü lağım suyu işlenirse, askıdaki kül ekipmanı ve filtreleri aşırı yükleyebilir ve pompalara ve valflere zarar verebilir. Aynı zamanda bir elden çıkarma problemi haline gelir. Kül çamuru veya bulamacı, betona benzer bir malzemeye sertleşebilir.
Volkanik Kül Planlaması
Kül püskürme potansiyeli olan volkanların yakınında veya rüzgarı bulunan topluluklar, volkanik külün potansiyel etkisini göz önünde bulundurmalı ve bununla başa çıkmanın ve etkisini en aza indirmenin yollarını planlamalıdır. Bir sorun hakkında eğitilmek ve önceden harekete geçmek, çok büyük bir sorunla karşılaşmadan uyarmaktan çok daha kolaydır.