噴發柱

噴發柱

由較大的火山爆發形成,比較經典的是普林尼式噴發柱。噴發柱多由火山噴出的碎屑組成,大的噴發噴發柱可在40公里以上。但也有小的噴發柱,高度不超過100米,比如夏威夷的基拉危厄火山,它的噴發柱並非火山碎屑組成,而是熔岩組成,不是爆炸性噴發,所以高度不大。

噴發柱高度

噴發柱內在因素很重要,包括對火山口的直徑大小,岩漿中的氣體含量以及火山噴發速度等。外在因素也很重要,有時風的高度限制,局部升高的溫度變化等。從理論上來講,可達到的最高噴發柱高達認為是約55公里,實際中噴發柱高度通常在2~45公里。但是某些科學家認為超級噴發不一樣,有人認為7.4萬年前多巴火山爆發時第一小時內噴發柱可高達80公里(珠穆朗瑪峰的9倍),之後降到了50公里。

噴發柱高度一旦達到了10公里以上,就不是什麼好事了,因為10公里以上是地球的平流層,火山灰和二氧化硫等危險物質會在這個高度的區域擴散開來,在沒有天氣影響的情況下,注入平流層的噴發物擴散比較慢。

噴發柱進入平流層後,大量火山危險物質擴散,會對全球天氣進行影響,1991年皮納圖博火山爆發後超過1500萬噸二氧化硫衝進平流層,全球平均溫度下降0.5攝氏度,結果造成了火山冬天。

最大噴發柱高度公式:H = K(MΔT)^1/4

K為常數,代表各種性能,如大氣當時的條件。

ΔT噴發的岩漿和周圍大氣溫度差

H是大規模爆發率。

噴發柱塌陷

噴發柱在上升的過程中攜帶著不同粒徑和密度的碎屑物,這些碎屑物依著重力的大小,分別在不同高度和不同階段塌落。決定噴發柱塌落快慢的因素主要有四點:

(1)火山口半徑大的,氣體衝力小,柱體塌落的就快;

(2)若噴發柱中岩屑含量高,並且粒徑和密度大,柱體塌落的就快;

(3)若噴發柱中重複返回空中的固體岩塊多,柱體塌落的就快;

(4)噴發柱中若有地表水的加入,可增大柱體的密度,柱體塌落的就快。反之,噴發柱在空中停留時間長,塌落的就慢。

噴發柱塌陷與火山碎屑流

皮納圖博火山噴發的碎屑流 皮納圖博火山噴發的碎屑流

別看噴發柱在空中火山碎屑流在地面,其實噴發柱塌陷與火山碎屑流存在極密的關係,噴發柱塌陷後形成的火山碎屑流速度極快,可以達到了每小時200~500公里,溫度高達300~800攝氏度,甚至能在水面運行。1.3萬年前拉赫湖火山爆發大規模的噴發柱是短期的,只持續了7~11小時就塌陷了,結果火山碎屑流蔓延了十公里之遠。這種火山碎屑流是致命的,碰到了哪裡哪裡就變為灰燼。公元79年龐貝城的維蘇威火山爆發,普林尼式噴發柱塌陷後火山碎屑流直接掩埋了龐貝城。

空降碎屑

噴發柱到達它的一定高度後會張開如同一把大傘,籠罩大地可達數十百平方公里,被噴發柱頂部籠罩的區域都是伸手不見五指,密度大的碎屑物沉降速度快,在被噴發柱籠蓋的區域內迅速降下火山碎屑物,比下雨還密集,這種被叫做空降碎屑,空降碎屑密度很大很大,在屋頂上只有積累上10厘米厚的空降碎屑整個房子就會垮塌,在火山口周圍空降碎屑可厚達幾十厘米或幾米,超級噴發能積累上百米。所以在噴發柱的頂部擴散的範圍內,你必然會倒霉。

飛機影響

飛機平均高度大約在10公里左右,一旦飛機進入了火山噴發的噴發柱內,細密的火山灰也將從飛機引擎等地方進入,最終導致飛機損毀,機毀人亡。

例:英國航空9號班機事故

這架班機在印尼附近的空域飛入一片火山灰雲,導致四具引擎全部熄火,所幸最終仍然平安降落。

這就是噴發柱所可怕的地方。

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