喷发柱

更新时间:2023-02-03 14:33

由较大的火山爆发形成,比较经典的是普林尼式喷发柱。喷发柱多由火山喷出的碎屑组成,大的喷发喷发柱可在40公里以上。但也有小的喷发柱,高度不超过100米,比如夏威夷的基拉危厄火山,它的喷发柱并非火山碎屑组成,而是熔岩组成,不是爆炸性喷发,所以高度不大。

喷发柱高度

喷发柱内在因素很重要,包括对火山口的直径大小,岩浆中的气体含量以及火山喷发速度等。外在因素也很重要,有时风的高度限制,局部升高的温度变化等。从理论上来讲,可达到的最高喷发柱高达认为是约55公里,实际中喷发柱高度通常在2~45公里。但是某些科学家认为超级喷发不一样,有人认为7.4万年前多巴火山爆发时第一小时内喷发柱可高达80公里(珠穆朗玛峰的9倍),之后降到了50公里。

喷发柱高度一旦达到了10公里以上,就不是什么好事了,因为10公里以上是地球的平流层火山灰二氧化硫等危险物质会在这个高度的区域扩散开来,在没有天气影响的情况下,注入平流层的喷发物扩散比较慢。

喷发柱进入平流层后,大量火山危险物质扩散,会对全球天气进行影响,1991年皮纳图博火山爆发后超过1500万吨二氧化硫冲进平流层,全球平均温度下降0.5摄氏度,结果造成了火山冬天

最大喷发柱高度公式:H = K(MΔT)^1/4

K为常数,代表各种性能,如大气当时的条件。

ΔT喷发的岩浆和周围大气温度差

H是大规模爆发率。

喷发柱塌陷

喷发柱在上升的过程中携带着不同粒径和密度的碎屑物,这些碎屑物依着重力的大小,分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点:

(1)火山口半径大的,气体冲力小,柱体塌落的就快;

(2)若喷发柱中岩屑含量高,并且粒径密度大,柱体塌落的就快;

(3)若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多,柱体塌落的就快;

(4)喷发柱中若有地表水的加入,可增大柱体的密度,柱体塌落的就快。反之,喷发柱在空中停留时间长,塌落的就慢。

喷发柱塌陷与火山碎屑流

别看喷发柱在空中火山碎屑流在地面,其实喷发柱塌陷与火山碎屑流存在极密的关系,喷发柱塌陷后形成的火山碎屑流速度极快,可以达到了每小时200~500公里,温度高达300~800摄氏度,甚至能在水面运行。1.3万年前拉赫湖火山爆发大规模的喷发柱是短期的,只持续了7~11小时就塌陷了,结果火山碎屑流蔓延了十公里之远。这种火山碎屑流是致命的,碰到了哪里哪里就变为灰烬。公元79年庞贝城维苏威火山爆发,普林尼式喷发柱塌陷后火山碎屑流直接掩埋了庞贝城。

空降碎屑

喷发柱到达它的一定高度后会张开如同一把大伞,笼罩大地可达数十百平方公里,被喷发柱顶部笼罩的区域都是伸手不见五指,密度大的碎屑物沉降速度快,在被喷发柱笼盖的区域内迅速降下火山碎屑物,比下雨还密集,这种被叫做空降碎屑,空降碎屑密度很大很大,在屋顶上只有积累上10厘米厚的空降碎屑整个房子就会垮塌,在火山口周围空降碎屑可厚达几十厘米或几米,超级喷发能积累上百米。所以在喷发柱的顶部扩散的范围内,你必然会倒霉。

飞机影响

飞机平均高度大约在10公里左右,一旦飞机进入了火山喷发的喷发柱内,细密的火山灰也将从飞机引擎等地方进入,最终导致飞机损毁,机毁人亡。

例:英国航空9号班机事故

这架班机在印尼附近的空域飞入一片火山灰云,导致四具引擎全部熄火,所幸最终仍然平安降落。

这就是喷发柱所可怕的地方。

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