Tro núi lửa được tạo ra như thế nào?

Sep 23 2008

Người dân ở Montana thường mong đợi tuyết hoặc mưa rơi từ bầu trời chứ không phải tro bụi. Nhưng vụ phun trào năm 1980 của Núi St. Helens ở Washington đã làm tung tro bụi khắp các vùng của tiểu bang. Cái thứ xám xịt, ghê tởm này là gì?

Một dòng chảy pyroclastic từ núi Oyama trên đảo Miyakejima của Nhật Bản đổ xuống biển.

Nó bắt đầu chỉ như một buổi chiều khác trong bóng tối của một ngọn núi lửa, đầy rẫy thương mại hàng ngày, sự hài hước và vất vả. Sau đó, đột nhiên mọi thứ trở nên tồi tệ hơn. Trái đất rung chuyển, không trung rung chuyển kèm theo một vụ nổ quái dị. Trước khi bạn nhận ra điều đó, bầu trời tối sầm lại và những luồng tro bụi dày đặc từ trên trời bắt đầu rơi xuống, bao phủ mọi thứ trong một lớp bụi màu xám, nặng nề.

Tất cả những thứ tro bụi đó nghe có vẻ giống như một mớ hỗn độn hơn là một mối nguy hiểm thực sự, nhưng chỉ cần xem xét sức tàn phá tuyệt đối của một dòng chảy pyroclastic . Khối lượng tro, khí và các mảnh đá này có thể di chuyển với tốc độ gần 125 dặm / giờ (200 km / h). Và với nhiệt độ bên trong 752 đến 1.472 độ F (400 đến 800 độ C), nó có thể nướng khá nhiều thứ trên đường đi của nó.

Các nhà khảo cổ học nghiên cứu vụ phun trào năm 79 sau Công nguyên của Núi Vesuvius thường xuyên phát hiện ra những hộp sọ bị nứt trong số những người chết của Pompeii - dấu hiệu của một kết thúc cực kỳ nhanh chóng và tàn bạo. Sức nóng từ dòng nhiệt dẻo chỉ đơn giản là làm sôi não của họ cho đến khi áp suất làm vỡ đầu họ như vỏ trứng. Các dòng chảy pyroclastic có thể gây ra sự tàn phá khủng khiếp, nhưng chúng chỉ xảy ra trong các vụ phun trào núi lửa bùng nổ (trái ngược với các vụ phun trào không nổ mà bạn có thể thấy ở Hawaii).

May mắn thay, hầu hết mọi người không phải đối mặt với những tác động tiêu diệt nền văn minh, khủng khiếp của một vụ phun trào núi lửa. Được trang bị để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của núi lửa , chúng tôi đã quản lý để đọc các dấu hiệu cảnh báo và phần lớn tránh được thiệt hại lớn về nhân mạng mà hoạt động núi lửa gây ra trong nhiều thế kỷ qua.

Tuy nhiên, tro rơi vẫn đe dọa các khu vực trên diện rộng. Gió có thể mang các hạt rơi đi qua hàng nghìn dặm, gây nguy hiểm cho thực vật và động vật ở bất cứ nơi nào nó rơi xuống. Sau vụ phun trào năm 1980 của Núi St. Helens ở Washington, một trong những núi lửa lớn nhất Bắc Mỹ, tro bụi rơi xuống tận Montana.

Nhưng tro núi lửa hình thành như thế nào và điều gì xảy ra với nó sau khi phun trào? Trong bài viết này, chúng ta sẽ giải đáp những thắc mắc này và tìm hiểu vật liệu này được làm bằng gì.

Tạo tro núi lửa

Núi St. Helens bắn một cột tro núi lửa lên bầu trời trong vụ phun trào năm 1980 của nó.

Nếu bạn đã từng quan sát một ngọn lửa trại, bạn có thể nhận thấy khói và những mảnh tro nổi bốc lên từ ngọn lửa. Đây hoàn toàn là sản phẩm của quá trình đốt cháy : một quá trình hóa học nhanh chóng tạo ra nhiệt và ánh sáng. Mặt khác, khói mà bạn nhìn thấy bốc lên từ một ngọn núi lửa đang phun trào, chủ yếu bao gồm các hạt khoáng chất nhỏ được hình thành do sự giải phóng khí nổ.

Hoạt động kiến tạo mảng trong vỏ Trái đất hình thành nên các trầm tích đá nóng chảy (hay macma ). Magma này chứa các khí bị mắc kẹt, có áp suất. Nếu áp suất giới hạn của magma giảm hoặc áp suất khí bên trong tăng lên, các chất bên trong chỉ đơn giản là nổ tung lên bề mặt.

Núi lửa giống như một chai nước ngọt đang phun ra. Khi bọt khí thoát ra khỏi chai nước ngọt của bạn, chúng sẽ cuốn theo ít nhất một ít nước ngọt bên mình. Trong trường hợp núi lửa, khí thoát ra mang theo magma bay vào không khí. Sự dữ dội tuyệt đối của vụ nổ làm vỡ magma đang bốc lên thành những hạt nhỏ - giống như cách một cái hắt hơi tạo ra hơi ẩm trong những giọt nhỏ. Những mảnh magma cực nhỏ này sau đó đông đặc lại trong không khí, trở thành tro núi lửa. Chúng tôi gọi là dung nham macma bề mặt chảy.

Tro núi lửa bao gồm các hạt đá nhỏ, lởm chởm, khoáng chất và thủy tinh núi lửa. Những mảnh vỡ này có kích thước từ 0,00004 inch (0,001 mm) đến 0,08 inch (2 mm), gần bằng đường kính của một hạt gạo. Núi lửa phun ra những mảnh vỡ lớn hơn thế này, nhưng các nhà khoa học phân loại chúng thành những con quay , khối hoặc bom . Tro núi lửa cứng và do dạng răng cưa của từng hạt, có thể mài mòn khi chạm vào. Thành phần khoáng chất chính xác của tro phụ thuộc vào loại khoáng chất nào có trong mắc-ma.

Một khi tro núi lửa bay vào không khí, ba yếu tố quyết định nó sẽ di chuyển bao xa trước khi rơi trở lại Trái đất:

Kích thước hạt : Hạt tro núi lửa càng lớn thì càng gần núi lửa rơi xuống. Tương tự như vậy, hạt càng nhỏ thì gió sẽ mang nó đi xa hơn.
Tốc độ và hướng gió : Các đám mây tro bụi trong không khí sẽ di chuyển theo bất kỳ hướng nào mà gió mang theo và tốc độ gió di chuyển bất kỳ. Một cơn gió mạnh, liên tục sẽ cuốn tro núi lửa đi theo một đường thẳng tương đối. Tuy nhiên, gió kiểu bão quay có thể phân phối tro núi lửa theo nhiều hướng khác nhau.
Loại phun trào : Có một số loại phun trào núi lửa khác nhau và mức độ nghiêm trọng của chúng ảnh hưởng đến cả hai yếu tố trên. Loại phun trào xác định số lượng tro, kích thước của các hạt tro, cũng như mức độ bay cao của chúng vào khí quyển. Những vụ phun trào đặc biệt mạnh có thể làm nổ tung các hạt vào tầng cao của bầu khí quyển của hành tinh.

Một số tro núi lửa này hình thành xung quanh không khí, kết hợp với các hạt bụi khác trong khí quyển làm hạt nhân ngưng tụ , hơi nước ngưng tụ xung quanh tạo thành mây. Một số vụ phun trào dữ dội thậm chí có thể tạo thêm đám mây tro núi lửa đủ bao phủ lên tầng trên của bầu khí quyển để làm giảm nhiệt độ toàn cầu vài độ trong khi các hạt phân tán chậm rãi trên toàn bộ hành tinh. Ví dụ, vụ phun trào năm 1883 của Krakatoa đã hạ nhiệt độ toàn cầu xuống 2,2 độ F (1,2 độ C) trong một năm [nguồn: The Independent ].

Đó là tro bụi từ trên trời rơi xuống?

Tro và đá núi lửa từ núi lửa Mount Merapi bao phủ những ngôi nhà hoang ở Trung Java.

Khi tro núi lửa quay trở lại Trái đất, các tác động có thể nhẹ hoặc tàn khốc. Tất cả phụ thuộc vào lượng tro bụi được tạo ra bởi vụ phun trào và khoảng cách của bạn với núi lửa. Tro có thể làm bụi một khu vực trong vòng 30 phút hoặc rơi trong nhiều ngày, phủ trắng mọi thứ với hàng triệu tấn bột nặng. Trải nghiệm có thể khiến bạn mất phương hướng, sợ hãi và thậm chí là chết người.

Với số lượng lớn, tro núi lửa gây ra mối đe dọa đáng kể đối với môi trường. Nếu bạn che phủ một phần bãi cỏ của mình bằng tấm bạt, cuối cùng bạn sẽ giết chết các cây bên dưới. Tương tự như vậy, một lớp tro núi lửa nặng có thể lấy đi ánh sáng mặt trời, oxy và các tương tác cần thiết của thực vật với các sinh vật khác. Nó thậm chí có thể giết chết các vi sinh vật sống trong đất. Với những cây lớn, trọng lượng thêm của tro núi lửa có thể làm gãy các chi giống như cách một cơn bão băng làm. Ngoài ra, tro núi lửa thường mang theo những hóa chất có khả năng nhiễm độc từ quá trình phun trào. Nồng độ axit cao trong tro có thể thay đổi thành phần đất, khiến một số loài thực vật không thể tồn tại.

Bức tranh không tốt hơn cho động vật. Tro núi lửa đè nặng xuống và làm bất động các loài côn trùng có lông hút phấn hoa trên cơ thể chúng. Động vật lớn hơn dễ bị kích ứng da và mắt. Nếu các hạt tro có đường kính nhỏ hơn 10 micron, chúng cũng có thể hô hấp được . Điều này có nghĩa là bạn có thể hít phải chúng, dẫn đến một loạt các vấn đề về hô hấp trong thời gian ngắn. Các hóa chất độc trong tro, chẳng hạn như florua, thường xuyên gây ra mối đe dọa cho vật nuôi, không chỉ phủ lên vật nuôi mà còn cả nguồn cung cấp thức ăn và nước uống của chúng.

Một lượng lớn tro núi lửa gây ra nhiều thiệt hại trước mắt, nhưng về lâu dài, chúng có thể làm giàu thêm đất và lòng đại dương. Quá trình này có thể mất vài tuần, vài tháng hoặc thậm chí hàng nghìn năm, tùy thuộc vào thành phần chính xác của tro. Nhưng cuối cùng, những hạt mắc-ma phát nổ này sẽ xâm nhập vào môi trường sống của chúng ta, cung cấp cho đời sống thực vật một lượng cacbon và nitơ hữu cơ quan trọng. Đất núi lửa cũng chứa rất nhiều nước, cho phép thực vật được tưới tiêu tốt hơn.

Trầm tích lớn của tro và vật liệu pyroclastic khác cuối cùng cũng có thể hình thành thành đá rắn. Các lớp tro nóng thường kết hợp thành các tấm tuff được hàn . Phần lớn phần còn lại của nó dần dần trở thành một phần của cảnh quan của chúng ta. Như vậy, kết quả của sự rơi tro núi lửa đều ở xung quanh chúng ta.

Trong khi đó, những con người phát minh đã tìm ra cách sử dụng tro của riêng họ, kết hợp nó vào gốm sứ, vật liệu xây dựng, chất mài mòn công nghiệp và thậm chí cả kem đánh răng.

Tro núi lửa được tạo ra như thế nào?

Tạo tro núi lửa

Đó là tro bụi từ trên trời rơi xuống?

Tro tàn phá

Nhiều thông tin hơn

Những bài viết liên quan

Các liên kết tuyệt vời hơn