Vulkanisk aska

Volcanic ash streams out in an elongated fan shape as it is dispersed into the atmosphere.
Askmoln från 2008 års utbrott från Chaitén som sträcker sig över Patagonien från Stilla havet till Atlanten.
1875 spred en eruption från Island sin aska över Skandinavien i 48 timmar.
454 miljoner år gammal vulkanaska mellan lagren kalksten i katakomberna i Peter den stores sjöfästning i Estland nära Laagri (diametern på linsskyddet är 58 mm).
A thick plume of dark ash arises from the volcano's cone.
Askplym från Mount Cleveland, en stratovulkan.
Dagtidsbild från askfallet vid Montserrat (1997).
Mikroskopbild av askan från Mount Saint Helens utbrott 1980.
Satellitbild över området runt Karymskij, Kamtjatka. Aska från tidigare utbrott har landat på snölandskapet och lämnat mörkgrå fält.
förstoring av askpartiklar från Mount Saint Helens.

Vulkanisk aska består av partiklar som är mindre än 2 millimeter i diameter av pyroklastiskt material, samt bitar av pulveriserat berg och glas som skapats av vulkanutbrott,[1]. Det finns tre mekanismer till att vulkanisk aska bildas: gasutsläpp under dekompression orsakar ett magmatiskt vulkanutbrott; magmakontakt med vatten orsakar ett freatiskt utbrott, med i huvudsak förångat vatten och sten,[2][3] och ett freatomagmatiskt utbrott, i de fall där också stora mängder magma ingår i eruptionen.[4][5] Dessa vulkanutbrotts våldsamma natur skapar ångmoln med magma ihop med pulvriserade bitar av det omgivande materialet i det vulkaniska röret, som förvandlats ned till partiklar i storlek som sand eller lera. Vulkanaska kan leda till stora andningsproblem och maskinhaverier. Vulkaniska askmoln kan också ändra de normala vädermönstren och hota flygsäkerheten.[6]

Betydande anhopningar av askfall kan leda till omedelbar förstörelse av det mesta av det lokala ekosystemet, samt även förstöra konstruktioner. Över tid kan dock askan leda till skapandet av bördiga jordar. Askan kan också smälta samman till ett fast material, som kallas tuff. På en geologisk tidsskala kan utsöndringen av stora mängder aska skapa en vulkankägla (askkon).

Termer

Termen för allt material som ett vulkanutbrott har kastat ut kallas pyroklastiskt material. Askan är den del av materialet som understiger 2 millimeter i diameter.[7]

storlekpyroklastfrämst okonsoliderad:

tephra

främst konsoliderad:

pyroklastisk sten

> 64 mmblockagglomerateagglomerate, pyroklastisk breccia
< 64 mmLapilluslapilli tephralapilli tuff
< 2 mmgrov askagrov askagrov tuff
< 0.06 mmfin askafin askafin tuff
modifierad tabell efter Heiken och Wohletz, 1985.[2]

Aska bildas när solid sten krossas och magma separerar i mycket små partiklar under explosiv vulkanisk aktivitet. Den vanligtvis våldsamma karaktären av ett utbrott med ånga (freatiskt utbrott eller freatomagmatiskt utbrott) resulterar i att magman och den solida berggrunden runt vulkanröret slits sönder till partiklar av sand eller lera.[7]

Spridning

Den askplym som ofta ses över en vulkan, som fått utbrott, består främst av aska och ånga. De mycket fina partiklarna kan färdas tusentals kilometer och fällas ut som ett dammliknande lager över landskapet. Detta asklager kallas på engelska för ashfall.[8] Om magma sprutas ut, stelnar partiklarna i luften som små fragment av vulkaniskt glas. Till skillnad från den aska som bildas vid förbränningen av trä eller annat brännbart material, är vulkanaska hård och nötande. Den är olöslig i vatten och leder ström (speciellt när den är våt).

Askan kan smälta ihop till ett fast material, som kallas tuff.[9] Askfall bryts annars ned med tiden och bildar mycket bördig jord, som har gjort många vulkaniska regioner lättodlade och bebodda trots de inneboende farorna.[10]

År 1783 dödade vulkanen Lakis utbrott ungefär en femtedel av Islands befolkning,[11] och skickade ett enormt giftigt moln av aska och svavelhaltiga gaser över Västeuropa.[12] Enbart i Storbritannien har man beräknat att 23 000 dog av förgiftning.[13]

Atmosfäriska effekter

När aska börjar falla under dagtid, blir himlen disig och får en blekgul färg. Askfallet kan bli så tätt att himlen i dagsljus förvandlas från grå till becksvart, samtidigt som askan drastiskt drar ned både sikt och ljud. En mörk askhimmel sänker temperaturen under dagtid, från det annars normala. Häftiga åskväder brukar följa, ihop med en stark lukt av svavel.[14] Om det regnar samtidigt, förvandlar regnet askan till en hal lera. Regn och åska i kombination med aska kan leda till strömavbrott, kommunikationsförluster och desorientering.[15]

Vulkaniska askpartiklar har en maximal uppehållstid i troposfären av några veckor. Då de finaste tefrapartiklarna bara finns kvar i stratosfären i bara några månader, har de normalt bara mindre klimatpåverkan och de kan spridas runt om i världen på hög höjd. Detta suspenderade material bidrar till spektakulära solnedgångar. Den stora klimatpåverkan från vulkanutbrott orsakas av gasformiga svavelföreningar, främst svaveldioxid, som reagerar med OH- och vatten i stratosfären för att skapa sulfidföreningar i aerosolform, med en livslängd på 2-3 år.[16][17][18]

Faror

Den mest förödande omedelbara effekten av vulkanisk aska kommer från pyroklastiska flöden. Dessa uppstår när ett vulkanutbrott skapar en "lavin" av het aska, gaser och stenar som kan flöda i hög hastighet ner på en vulkans sidor. Dessa heta flöden kan beroende på dess sammansättning, volym, temperatur och den omgivande markens lutning, komma upp till hastigheter runt 700 km/h.[19] De kan också vara väldigt oförutsägbara. Normalt baseras ett flödes antagliga väg på topografin i en region, men den kan snabbt bli förändrad, dalar kan fyllas och flöda över.[20] År 1902 blev staden St Pierre på Martinique förstörd av ett pyroklastiskt flöde som dödade över 29 000 människor.[21]

Vulkanisk aska kan också blandas med vatten, exempelvis från smält snö och is, och bilda en slamström som kan forsa ned i omgivande dalgångar och begrava allt i sin väg. Detta hände runt den colombianska vulkanen Nevado del Ruiz 1985. Dessa slamströmmar kan också utlösas av kraftiga regnoväder som river med sig aska från vulkanens sluttningar, långt efter det ursprungliga utbrottet.[22]

Fluorförgiftning och boskapsdöd kan uppstå hos betande djur på asktäckt gräs om fluor finns i höga koncentrationer.[23] Inandning av vulkanisk aska kan orsaka än större problem för människor, som redan har nedsatt lungfunktioner på grund av exempelvis astma eller emfysem. De skarpa partiklarna kan orsaka irritation och repor i ögats hornhinna. Människor som normalt bär linser bör bära glasögon under ett askfall, för att förhindra ögonskador. Dessutom kan vulkanisk aska, ihop med fukt i lungorna, skapa ett ämne som liknar flytande cement.

All inandningsluft måste filtreras noggrant med en fuktig trasa eller en ansiktsmask, när man står inför ett askfall. Askan har en hög densitet och det räcker ofta med 100 millimeter för att svagare tak ska rasa. Ett askfall på 300 millimeter dödar den mesta vegetationen, boskap, det marina livet i närliggande sjöar och floder och gör vägar obrukbara.[24] Tillsammans med regn och åska leder större askfall till strömavbrott, förhindrar kommunikation och desorienterar människor.[15]

Flygtrafiken

Enligt Dougal Jerram, en forskare vid CeREES vid Durhams universitet i Storbritannien: "Utbrott som drivs av gas börjar skumma och expandera när de når ytan. Detta resulterar i explosiva utbrott och fin aska slungas upp i atmosfären. Om den når tillräckligt högt, kan askan nå de övre luftlagren för att där spridas med vindarna runt världen, till exempel från Island till Europa. Dessa luftlager är även där flygplanen har sin marschhöjd".[25] Vulkanisk aska kan skada ett plan på främst fyra sätt:

  • Blästringseffekt

Aska kan göra flygplan "blinda" genom att blästra vindrutan som sedan kräver instrumentlandning och skada flygplanskroppen genom att täcka den. Dessutom kan blästringseffekten skada exempelvis landningsstrålkastare.[26]

  • Igensättning av sensorer

Aska kan samla sig i flygplanens Fartmätare (luftfartyg). Detta kan orsaka missvisning av flygplanens hastighetsmätare.

  • Elektromagnetiska störningar

Vulkaniska askpartiklar är laddade med statisk elektricitet och stör radiokommunikationen.[27]

  • Motorfel

Vulkanisk aska kan skada motorerna. Effekten på jetmotorer är särskilt allvarlig eftersom stora mängder luft sugs in vid förbränningen, vilket utgör en stor fara för flygplan som flyger nära askmoln. Om fina askpartiklar sugs in i en jetmotor smälter de vid cirka 1 100° C och sätter sig på turbinbladen och andra delar på turbinen (där det kan bli upp till cirka 1 400° C).

Händelser Det finns många exempel på skador på jetflygplan som mött askmoln. Efter de vulkaniska händelserna i Galunggung i Indonesien 1982, flög British Airways Flight 9 genom askmolnet och fick motorproblem på alla fyra motorerna. Planet flög från början på 11 000 meter och fick gå ned till 3 700 meter innan motorerna kunde startas.[28] Den 15 december 1989 råkade KLM Boeing 747, som flög mellan Amsterdam till Anchorage, ut för liknande problem i närheten av Mount Redoubt (Alaska). De skador som planet då fick kostade 80 miljoner US dollar att laga. Det var 80 kilo aska i varje turbin och det tog 3 månader att reparera planet.[26][29]

I april 2010 blev hela luftrummet ovanför Europa avstängt på ett sätt som saknar motstycke, på grund av vulkanisk aska i den övre atmosfären från den isländska vulkanen Eyjafjallajökulls utbrott 2010.[30] Den 15 april 2010 stoppade finländska flygvapnet sina skolflygningar när skador, från vulkanisk aska, hittades i motorernas luftintag på ett jaktplan av märket Boeing F/A-18 Hornet.[31]

Den 22 april 2010 fick även UK RAF Typhoon skolflygning tillfälligt avbrytas, efter att man hade påträffat aska i en jetmotor.[32]

Risker för flyget En distinktion kan göras mellan riskerna att flyga genom (eller i omedelbar närhet av) ett askmoln och att flyga i ett så kallat påverkat luftrum.[33] Vulkanisk aska i omedelbar närhet av vulkanen är av en helt annan partikelstorlek och densitet än den som hittas i spridningsmoln, som enbart innehåller de finare partiklarna. Den faktiska nivå av askmängd som påverkar exempelvis en jetmotorns normala drift har ännu inte fastställts, utöver vetskapen att en relativt hög mängd aska måste finnas för att det ska bli akut. Detta är dock en allvarlig säkerhetsrisk som kräver förebyggande riskhanterande strategier i linje med andra jämförbara faror för flygtrafiken.

Detektera och undvika I juni 2010 presenterade flygbolaget Easyjet ett system som säger sig kunna tillåta en säker flygning runt askmoln.[34][35] Systemet bygger på 20-årig forskning av Fred Prata från den australiska forskningsorganisationen CSIRO,[36] som nu är baserad på det norska institutet för luftforskning.

Se även

Referenser

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Volcanic ash, 26 mars 2011.
  1. ^ United States Geological Survey. Tephra: Volcanic Rock and Glass Fragments. Arkiverad 14 maj 2008 hämtat från the Wayback Machine. Retrieved on 2008-01-23.
  2. ^ [a b] Heiken, G. & Wohletz, K. 1985. Volcanic Ash. University of California Press, Berkeley
  3. ^ Phreatic eruption, från U.S. Geological Survey
  4. ^ Definition, phreatomagmatic eruption, från www.volcanolive.com
  5. ^ These eruptions are called phreatomagmatic eruptions, från U.S. Geological Survey
  6. ^ Guardian newspaper (från AP): Islands vulkaniska aska orsakar störningar i Europas flygtrafik.
  7. ^ [a b] Smithsonian Institution's National Museum of Natural History. Types and Processes Gallery - Magma meets Water. Hämtad 2008-01-23.
  8. ^ Merriam-Webster's Online Dictionary. Ashfall. Hämtad 080123, läst 110414.
  9. ^ Merriam-Webster's Online Dictionary. Tuff. Hämtad 2008-01-23.
  10. ^ Skwirk. Volcanic mountains and living in volcanic zones. Arkiverad 6 juli 2011 hämtat från the Wayback Machine. Hämtad 2008-01-23.
  11. ^ "The eruption that changed Iceland forever". BBC News. April 16, 2010.
  12. ^ "How long will volcano ash hit Europe flights?". Msnbc.com. April 15, 2010.
  13. ^ "When a killer cloud hit Britain". BBC News. January 2007.
  14. ^ United States Geological Survey. What's it like during an ash fall? Hämtad 2008-01-23.
  15. ^ [a b] United States Geological Survey. Volcanic Ash... What it can do and how to prevent damage. Hämtad 2008-01-23.
  16. ^ Robock, Alan (19 april 2000). ”Volcanic eruptions and climate”. Reviews of geophysics "38" (2): ss. 191–219. doi:10.1029/1998RG000054. 
  17. ^ ”Volcanic Sulfur Aerosols Affect Climate and the Earth's Ozone Layer - Volcanic ash vs sulfur aerosols”. U.S. Geological Survey. Arkiverad från originalet den 14 november 2015. https://web.archive.org/web/20151114184944/https://volcanoes.usgs.gov/hazards/gas/s02aerosols.php. Läst 21 april 2010. 
  18. ^ Schmincke, Hans-Ulrich. ”Vulkanausbruch In Island: Interview mit Prof. Schmincke” (på german). Infokriegernews.de. http://www.youtube.com/watch?v=1H57uVxJvMU. Läst 23 maj 2010. ”Volcanic ash does not cool the climate.”  Prof. Hans-Ulrich Schmincke was IAVCEI secretary general (1983-1991) and head of the department of volcanogy, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften, Kiels universitet.
  19. ^ Pyroklastiska flöden, från U.S. Geological Survey Hämtad 2011-04-15
  20. ^ Branney M.J. & Kokelaar, B.P. 2002, Pyroclastic Density Currents and the Sedimentation of Ignimbrites. Geological Society London Memoir 27, 143pp.
  21. ^ Zananas. Saint-Pierre Martinique: Pelée Mountain and Eruption of 1902. Arkiverad 13 maj 2011 hämtat från the Wayback Machine. Hämtad 2008-01-23.
  22. ^ Vulkaner och vulkanism Arkiverad 14 maj 2011 hämtat från the Wayback Machine., från Naturhistoriska riksmuseet
  23. ^ U.S. Geological Survey - Volcanic Ash: Effects and Mitigation Strategies
  24. ^ GNS Science. Volcanoes in New Zealand. Arkiverad 21 juni 2010 hämtat från the Wayback Machine. Retrieved on 2008-01-23.
  25. ^ Gill, Victoria, "Iceland volcano: Why a cloud of ash has grounded flights", BBC News, 2010-04-15. Retrieved 2010-04-19.
  26. ^ [a b] Spiegel Online - Alptraum aller Piloten (German)
  27. ^ 20 Minuten Online - Die Wolke kommt um Mitternach (German)
  28. ^ Riley, C. M., "Tephra", Michigan Technological University Volcanoes Page. Keweenaw Volcano Observatory, Michigan Technological University, Houghton, MI, USA. Retrieved on 2008-01-23.
  29. ^ "A look back at Alaska volcano’s near-downing of a 747" Arkiverad 3 mars 2016 hämtat från the Wayback Machine.
  30. ^ ”Icelandic volcanic ash alert grounds UK flights”. BBC News Online. 15 april 2010. http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/8621407.stm. Läst 15 april 2010. 
  31. ^ ”Finnish F-18 engine check reveals effects of volcanic dust”. flightglobal.com. http://www.flightglobal.com/articles/2010/04/16/340727/pictures-finnish-f-18-engine-check-reveals-effects-of-volcanic.html. Läst 22 april 2010. 
  32. ^ ”Volcano Ash is Found in RAF Jet's Engines”. news.sky.com. http://news.sky.com/skynews/Home/UK-News/Volcano-Ash-In-RAF-Jets-Engines-As-UK-Passenger-Flights-Return-To-Normal-Levels/Article/201004415612624?lpos=UK_News_Right_Promo_Region_2&lid=ARTICLE_15612624_Volcano_Ash_In_RAF_Jets_Engines_As_UK_Passenger_Flights_Return_To_Normal_Levels. Läst 22 april 2010. 
  33. ^ "Managing the Risk to the Safety of Aircraft in Flight Caused by Volcanic Ash" Arkiverad 23 april 2010 hämtat från the Wayback Machine.
  34. ^ ”Easyjet to trial volcanic ash detection system”. BBC. 4 juni 2010. http://news.bbc.co.uk/2/hi/business/10234553.stm. 
  35. ^ ”Budget airline to test in-flight ash detection system”. New Scientist. 3 juni 2010. http://www.newscientist.com/article/dn19001-budget-airline-to-test-inflight-ash-detection-system.html. Läst 4 juni 2010. 
  36. ^ ”How Pilots can steer clear of erupting volcanos”. New Scientist. 1 mars 2001. http://www.newscientist.com/article/mg16922813.600-how-pilots-can-steer-clear-of-erupting-volcanoes.html. Läst 4 juni 2010. 

Källor

Vidare läsning

Externa länkar

Wikimedia Commons har media som rör Vulkanisk aska.

Media som används på denna webbplats

MtStHelensAsh1980eruption.jpg
Författare/Upphovsman: Wilson44691, Licens: CC0
Ash from the 1980 eruption of Mt. St. Helens, Washington.
Plume from eruption of Chaiten volcano, Chile.jpg
Plume from eruption of Chaiten volcano, Chile, seen from MODIS on the Terra satellite at 2008/05/03 at 14:35 UTC. Scale: 1px=250m
Vulkaanilise tuha kiht.JPG
Författare/Upphovsman: Ivo Kruusamägi, Licens: CC BY-SA 3.0
454 million years old volcanic ash between the layes of limestone in the catacombs of Peter the Great's Naval Fortress in Estonia near Laagri. The diameter of objective cover is 58 mm.
Volcanic Ash on Slopes of Karymsky.jpg
Image of the area around the Karymsky volcano. In this image, volcanic ash from earlier eruptions has settled onto the snowy landscape, leaving dark grey swaths. The ash stains are confined to the south of the volcano’s summit, one large stain fanning out toward the south-west, and another toward the east. At first glance, the ash stain toward the east appears to form a semicircle north of the volcano and sweep
Askeregnen-1875-03-mohn-1877.jpg
Ash distribution and occurrence of ash fall in Scandinavia (Norway and Sweden) after the 1875 (29th and 30th March) eruption of the Askja volcano (labelled “Krater” on the map) in eastern Iceland.
Ashsem small.jpg
A scanning electron micrograph image of a volcanic ash particle from the 18 May 1980 eruption of Mount St. Helens volcano in Washington state.
MtCleveland ISS013-E-24184.jpg
Astronaut photo of ash cloud from Mount Cleveland, Alaska, USA.
SoufriereHillsdayashfall.jpg
Minor ash fall following Soufriere Hills volcanic event in 1997