Question

Zagrożenia wynikające ze zjawisk sejsmicznych i wulkanicznych oraz sposoby minimalizowania ich skutków

Answer 1

Co roku klęski żywiołowe powodują ogromne zniszczenia i śmierć tysięcy ludzi. Dla większości z nas trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów utożsamiane są jedynie z wielkimi tragediami, zniszczeniem miast oraz śmiercią tysięcy ludzi. Mało kto jednak zdaje sobie sprawę, że wybuch wulkanu może mieć także wiele pozytywnych aspektów. Niestety, rzadko można o nich usłyszeć, ponieważ szkody wyrządzane przez klęski żywiołowe mają tak ogromną skalę działania, że tylko one są nagłaśniane przez media.
Nazwa "wulkan" pochodzi od wyspy Wulkan (od boga ognia Wulkana) na Morzu Śródziemnym. Z pewnością nie bez powodu wulkany zostały nazwane od imienia boga ognia ? wydobywa się z nich gorejąca lawa, która powoduje ogromne zniszczenia. Do niszczących czynników aktywności wulkanicznej należą: chmury gorejące, lawiny piroklastyczne, lahary, lawiny gruzowe, opady piroklastyczne, wylewy law, gazy wulkaniczne, tsunami oraz wulkaniczne trzęsienia ziemi.

- Chmury gorejące ? powstają w wyniku erupcji eksplozywnych w przypadku, gdy ciśnienie gazów w lawie jest zbliżone do ciśnienia powietrza, co powoduje zachowanie części pęcherzyków gazowych w materiale piroklastycznym, umożliwiając jego transport w postaci zawiesiny w rozżarzonym strumieniu gazowym o temperaturze 700-1000 ?C. Przemieszczając się ze znaczną prędkością (nawet 300 km/h), na przestrzeniach kilkudziesięciu i setek kilometrów niszczą wszystko, co napotkają na swej drodze. W 1902 r. po wybuchu wulkanu Pele (Małe Antyle, wyspa Martynika) chmura gorejąca w ciągu kilku minut starła z powierzchni ziemi miasto Saint Pierre, przynosząc śmierć 26 tys. jego mieszkańców.

- Lawiny piroklastyczne ? nazywane również potokami piroklastycznymi stanowią turbulentną mieszaninę materiałów piroklastycznych i rozżarzonego gazu, staczającą się szybko ze zboczy wulkanu. Podobnie jak chmury gorejące, lawiny piroklastyczne powodują znaczne straty w ludziach, zniszczenia infrastruktury, ziem uprawnych i roślinności.

- Lahary ? nazywane również spływami popiołowymi, to potoki błotne złożone z materiałów piroklastycznych przesyconych wodą, której źródłem są pokrywy śnieżne i lodowce, topniejące w czasie erupcji, intensywne opady atmosferyczne towarzyszące wybuchom, a także jeziora kraterowe. Nagromadzone na stokach wulkanów popioły wulkaniczne mogą również ulegać upłynnieniu pod wpływem opadów późniejszych (lahary wtórne). Lahary powodują ogromne szkody ze względu na dużą siłę transportową i znaczną prędkość, wynoszącą zwykle kilkadziesiąt km/h. Po wybuchu kolumbijskiego wulkanu Nevado del Ruiz (w 1985 r.) lahary spowodowały śmierć 23 tys. osób.

- Lawiny gruzowe ? tworzą się w wyniku rozsadzenia i rozdrobnienia górnej części stożka wulkanicznego. Bloki i okruchy skał pochodzących z poprzednich erupcji, niekiedy przemieszane z gorącymi popiołami wulkanicznymi, mogą przemieszczać się z prędkością 70-80 km/h. Lawiny gruzowe bywają również wywołane trzęsieniami ziemi związanymi z erupcją, wstrząsami wzbudzonymi przez zapadanie się kaldery i osuwiskami. W 1792 r. lawiny z wulkanu Unzen (Japonia, wyspa Kiusiu) były przyczyną śmierci ok. 9,5 tys. osób.

- Opady piroklastyczne ? składają się z materiałów wyrzucanych w powietrze przez wulkan. Są to drobne cząstki rozpylonej lawy (popiół wulkaniczny), jej strzępy i bryły (lapille, bomby wulkaniczne), a także okruchy i bloki starszych utworów, wyrwane z budowli wulkanicznej. Popioły wulkaniczne rozpraszają się po silnych erupcjach eksplozywnych w atmosferze, hamując dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi. Intensywne opady piroklastyczne powodują zniszczenia domostw i pól uprawnych na znacznych obszarach wokół wulkanów; zagrażają także życiu ludności. Opady piroklastyczne są charakterystyczne dla działalności Wezuwiusza: w 79 r. n.e. popioły wulkaniczne pogrzebały 1,5-2 tys. osób (Pompeje), w 1631 r. - ok. 3 tys. osób.

- Wylewy lawy ? nie są aż tak groźne jak pozostałe czynniki. Prędkość płynięcia law nie przekracza na ogół kilku km na godzinę, w niektórych przypadkach dochodzi do 40 km/h, a ich temperatura mieści się na ogół w granicach 730-1250C. Spadek temperatury law poniżej temperatury krzepnięcia powoduje zatrzymywanie się potoków lawowych, które mogą osiągać odległość do 80 km od krateru. Wylewy law wywołują zniszczenia podobne do tych, które są skutkiem lawin piroklastycznych; rzadko są groźne dla ludzi. Do wyjątków należy wylew Etny (w 1669 r.), który spowodował śmierć ok. 20 tys. osób.

- Gazy wulkaniczne ? są główną siłą napędową erupcji eksplozywnych i mieszanych, składają się głównie z pary wodnej; zawierają także m.in. dwutlenek węgla, wodór, chlorowodór, fluorowodór, siarkowodór, dwutlenek siarki, metan, amoniak. Szczególnie niebezpieczny jest tlenek węgla, który, jako gaz cięższy od powietrza, gromadzi się w obniżeniach terenu, co powoduje niekiedy śmierć ludzi i zwierząt. Emisja dwutlenku siarki, który rozprasza się w atmosferze w postaci aerozolu kwasu siarkowego, prowadzi do zmniejszenia dopływu promieniowania słonecznego, co pociąga za sobą ochłodzenie klimatu.

- Tsunami ? wywoływane zarówno wybuchami wulkanów podmorskich, jak też lądowych; powstają w wyniku gwałtownego wyrzucania do morza znacznych ilości materiałów piroklastycznych lub wskutek wulkanicznego trzęsienia ziemi.

- Trzęsienia ziemi (wulkaniczne) ? są znacznie słabsze od trzęsień tektonicznych. Ich przyczyną jest ruch magmy w skorupie ziemskiej, eksplozje w kraterze wulkanu, wylewy law i in. procesy wulkaniczne. Trzęsienia te na ogół poprzedzają erupcję (o kilka godzin, dni lub nawet miesięcy) lub występują w jej pierwszych fazach. Stanowią zaledwie 7% wszystkich trzęsień ziemi występujących na kuli ziemskiej.

- Powstawanie kaldery - ogromnych kotłów, które powstają wskutek rozerwania starego stożka lub jego zapadnięcia się po opróżnieniu zbiornika magmy

- Topnienie śniegów pokrywających szczyty i zbocza ich stożków.

Jak już wspomniałem na początku, wulkanizm ma także wiele pozytywnych cech, o czym może świadczy ilość ludzi, którzy osiedlają się w pobliżu wulkanów. Korzyści wynikające z wybuchów wulkanów są dość znaczne. Mowa tu o urodzajności gleb powulkanicznych, wykorzystaniu bardzo wysokich temperatur przez elektrownie, turbiny, do ogrzewania pomieszczeń i w ogrodnictwie szklarniowym. Najbardziej obiecujące jest eksploatowanie zasobów energii geotermicznej, zwanej również ?czerwonym węglem? na potrzeby gospodarki. Tym bardziej, że jej źródła są niewyczerpalne, a co najważniejsze są zdecydowanie ?przyjazne? środowisku naturalnemu człowieka, powodują bowiem daleko mniejsze zanieczyszczenie powietrza i wód niż konwencjonalne zakłady wytwarzające energię. Przykładem takich elektrowni są zakłady we Włoszech, w Kalifornii w USA, w Nowej Zelandii, w Japonii i w Rosji.
Najszybciej nauczyli się współżyć z wulkanami Islandczycy, którzy z powodzeniem wykorzystują energię wybuchowych cieplic. W Reykjaviku i innych miastach są dzielnice ogrzewane wyłącznie energią czerpaną z gejzerów.

Nie tylko wulkany stanowią duże zagrożenie dla ludzkości. Równie duże spustoszenia niosą ze sobą trzęsienia ziemi. Spomiędzy katastrof żywiołowych, nękających ludzkość od zarania jej istnienia, trzęsienia ziemi należą obecnie do najgroźniejszych. W odróżnieniu od erupcji wulkanów i innych kataklizmów, trzęsienia ziemi są nieprzewidywalne. Przychodzą bez zapowiedzi i nawiedzają zaludnione okolice, siejąc przy tym niezwykłe spustoszenie. W ciągu kilku minut, a czasem nawet sekund, ulegają zniszczeniu całe miasta, grzebiąc pod swymi gruzami tysiące ich mieszkańców.
Do najpoważniejszych skutków trzęsień ziemi należą: ofiary śmiertelne wśród ludności, pozbawienie ludzi dachu nad głową, szkody budowlane (pękające mury, zarysowania budynków), szkody gospodarcze (pękają rurociągi, gną się szyny kolejowe), zmiany w ukształtowaniu powierzchni ziemi, powodują powstawanie fal tsunami.`
Skutki trzęsienia ziemi zalezą od siły wstrząsów, głębokości, na której powstają oraz od rodzaju skał na powierzchni ziemi. Grunt może pękać, unosić się i zapadać. W obszarach górzystych mogą powstać lawiny i osuwiska.
Gdy ognisko trzęsienia ziemi znajduje się pod dnem morza, powstają ogromne fale, zwane tsunami. Na samym oceanie te fale są słabo zauważalne, chociaż przemieszczają się z prędkością do 790 km/h. Gdy zbliżają się do płaskich wybrzeży ich prędkość maleje, natomiast rośnie ich wysokość. Gdy tsunami dociera do wybrzeża, morze cofa się, po czym wraca w postaci ogromnych fal atakując małe zatoki, tsunami spiętrza się do wysokości 20 m, zmiatając wszystko na swojej drodze. Podczas trzęsienia ziemi, które w 1755 roku dotknęło Lizbonę, na miasto runęły fale o wysokości 17 metrów. Kolejne wstrząsy spowodowały osuwiska i pożary; 3/4 miasta legło w gruzach, a 60 tysięcy ludzi straciło życie.
Chociaż naprawdę katastrofalne trzęsienia ziemi zdarzają się rzadko, Ziemia drży nieustannie. Przeważająca większość tych wstrząsów pozostałaby niezauważona, gdyby nie sejsmolodzy i ich wrażliwe czujniki - sejsmometry. Średnio co 52 dni dochodzi na lądzie do trzęsienia ziemi o sile przekraczającej 4 stopnie w dziesięciostopniowej skali Richtera. Do rejonów o największej aktywności sejsmicznej należą: rejon Pacyfiku oraz tak zwany łańcuch alpejsko-himalajski.
Do najtragiczniejszych w historii kataklizmów należy zaliczyć trzęsienie ziemi w Chinach w 1556 r., które spowodowało śmierć około 830 tys. osób. W Europie największe trzęsienie ziemi w 1755 r., zniszczyło Lizbonę i pochłonęło około 60 tys. ofiar.