Columna eruptiva

Columna eruptiva sobre el Monte Pinatubo en las Filipinas

Una columna de erupción consiste en caliente ceniza volcánica emitida durante un explosivo erupción volcánica. La ceniza forma una columna ascendente muchos kilómetros en el aire por encima de la cima del volcán. En las erupciones más explosivas, la columna eruptiva puede elevarse más de 40 km, que penetra en la estratosfera. Inyección estratosférica del aerosoles por los volcanes es una causa importante de corto plazo el cambio climático .

Una ocurrencia común en erupciones explosivas es para que se produzca el colapso de la columna. En este caso, la columna eruptiva es demasiado denso para ser levantado en el aire por convección de aire, y en su lugar se cae por las laderas del volcán para formar un flujo piroclástico o sobretensiones.

Formación

Las columnas eruptivas se forman en la actividad volcánica explosiva, cuando la alta concentración de materiales volátiles en el levantamiento magma provocaron que fuese interrumpido en multa ceniza volcánica y gruesa tefra. La ceniza y tefra son expulsados a velocidades de varios cientos de metros por segundo, y pueden subir rápidamente a alturas de varios kilómetros, levantado por una enorme corrientes de convección.

Las columnas eruptivas pueden ser transitorias, si se forman por una explosión discreta, o sostenida, si es producido por una erupción continua o explosiones discretas muy próximas entre sí.

Estructura

El material sólido o líquido en una columna de erupción es levantada por los procesos que varían como el material asciende:

• En la base de la pluma, el material es forzado hacia arriba fuera de la rejilla de ventilación por la presión del gas en expansión, principalmente de vapor. El gas se expande debido a la presión de la roca por encima reduce rápidamente a medida que se acerca a la superficie. Esta región es llamada la región de gas de empuje y típicamente llega a sólo uno o dos kilómetros por encima de la rejilla de ventilación.

• La región convectiva de empuje cubre la mayor parte de la altura de la pluma. La región de gas de empuje es muy turbulenta y el aire circundante se mezclan en ella y se calienta. El aire se expande, lo que reduce su densidad y en aumento. El aire ascendente transporta el material sólido y líquido de la erupción arrastrado en él hacia arriba.

• Como la columna de humo se eleva en el aire menos denso que rodea, con el tiempo se llega a una altitud donde el, aire ascendente caliente es de la misma densidad que el aire circundante refrigerador. En esta región flotabilidad neutra, el material erupcionado entonces ya no subir a través de convección, sino únicamente a través de cualquier impulso hacia arriba que tiene. Esto se denomina la región paraguas, y por lo general se caracteriza por la propagación de la columna hacia los lados. El material eruptivo y el aire fresco de los alrededores tiene la misma densidad en la base de la región de paraguas, y la parte superior está marcada por la altura máxima que el impulso lleva el material entró en erupción. Debido a que las velocidades son muy bajo, o insignificante en esta región a menudo se distorsiona por los vientos estratosféricas.

Alturas de columna

Columna eruptiva se levanta sobre el volcán Redoubt, Alaska

La columna se detendrá el aumento de una vez que alcanza una altitud donde ya no es menos denso que el aire circundante. Hay varios factores que controlan la altura que una columna de erupción puede alcanzar.

Los factores intrínsecos incluyen el diámetro de la rejilla de ventilación en erupción, el gas contenido del magma, y la velocidad a la que se expulsa. Los factores extrínsecos pueden ser importantes, con vientos veces limitar la altura de la columna, y el gradiente de temperatura térmica local también juega un papel. La temperatura de la atmósfera en el troposfera disminuye normalmente en alrededor de 10 K / km, pero pequeños cambios en este gradiente puede tener un gran efecto en la altura de la columna final. En teoría, se cree que la altura máxima de la columna alcanzable a ser a unos 55 km. En la práctica, se ven alturas de la columna que varían de aproximadamente 2-45 km ......

Las columnas eruptivas más de 10-15 km de altura a través de la ruptura tropopausa e inyectar cenizas y aerosoles en la estratosfera. Las cenizas y los aerosoles en la troposfera se eliminan rápidamente por la lluvia y otros precipitación, pero el material inyectado en la estratosfera se dispersa mucho más lentamente, en ausencia de tiempo sistemas. Las cantidades importantes de inyección estratosférica pueden tener efectos globales: después de Monte Pinatubo hizo erupción en 1991, la temperatura global se redujo en aproximadamente 0,5 ° C. Las mayores erupciones se cree que causan caídas de hasta varios grados, y son potencialmente la causa de algunos de los conocidos extinciones masivas.

Alturas de columna de erupción son una forma útil de medir la intensidad de la erupción ya que para una temperatura atmosférica dado, la altura de la columna es proporcional a la cuarta potencia de la tasa de erupción de masas. En consecuencia, dadas las mismas condiciones, al doble de la altura de la columna requiere una erupción expulsando 16 veces más material por segundo. La altura de la columna de erupciones que no han sido observados se puede estimar mediante la asignación de la distancia máxima que piroclastos de diferentes tamaños se realizan de la ventilación - cuanto mayor es la columna el material más expulsada de una masa en particular (y por lo tanto el tamaño) se puede llevar.

Peligros

Colapso de columna

Las columnas eruptivas pueden llegar a ser tan cargada de material denso que son demasiado pesadas para ser apoyado por las corrientes de convección. Esto puede ocurrir de repente si, por ejemplo, la velocidad a la que entró en erupción magma se aumenta hasta un punto donde el aire es arrastrado insuficiente para apoyar, o si la densidad de magma aumenta repentinamente como magma más densa de más abajo en una estratificado cámara de magma se toca.

Si esto ocurre, entonces el material de llegar a la parte inferior de la región de convección de empuje ya no puede ser adecuadamente soportado por convección y caerá bajo la gravedad , formando una flujo piroclástico o aumento que puede viajar por los flancos de un volcán a velocidades de más de 100 km / hora. Colapso de columna es uno de los peligros volcánicos más comunes y peligrosos en una erupción pliniano.

Aeronave

Varias erupciones han puesto en grave peligro a aviones que han encontrado la columna de la erupción. En dos incidentes separados en 1982, un avión voló en la parte alta de una columna eruptiva generados por Monte Galunggung, y la ceniza severamente dañadas ambas aeronaves. Riesgos particulares fueron la ingestión de cenizas detener los motores, el arenado de las ventanas de la cabina haciéndolas gran parte opaca y la contaminación de combustible a través de la ingestión de ceniza a través de conductos de presurización. El daño a los motores es un problema particular ya que las temperaturas dentro de un turbina de gas son suficientemente alta que la ceniza volcánica se funde en el cámara de combustión, y forma un revestimiento de vidrio en los componentes más aguas abajo de la misma, por ejemplo, en álabes de la turbina.

En un caso, la aeronave pierde la alimentación en los cuatro motores, y en la otra, tres de los cuatro motores falló. En ambos casos, los motores se reiniciaron con éxito pero el avión se vieron obligados realizar aterrizajes de emergencia en Yakarta . Ver Vuelo British Airways 9

Daños similares a las aeronaves se produjo debido a una columna de erupción más Volcán Reducto en Alaska en 1989. A raíz de la erupción del Monte Pinatubo en 1991, los aviones fueron desviados para evitar la columna de la erupción, pero no obstante, de dispersión de cenizas en una amplia zona causó daños a 16 aviones, algunos tan lejos como 1000 kilómetros del volcán.

Penachos erupción generalmente no son visibles en el radar meteorológico y pueden ser oscurecidos por nubes o de noche. Debido a los riesgos que plantea para la aviación por penachos de erupción, hay una red de nueve centros de avisos de cenizas de todo el mundo que monitorizan continuamente durante penachos erupción utilizando datos de satélites, informes de tierra, informes de los pilotos y los modelos meteorológicos.