Content
- Escales de mesurament per a esdeveniments naturals
- Mesurament de les erupcions explosives
- Passos de l’escala VEI
- Quina erupció té la VEI més alta?
- La freqüència de grans erupcions
- Estimació dels volums d'Ejecta
- Per què s’atura l’escala a VEI 8?
Índex d'explosió volcànica: Les esferes de la il·lustració anteriors representen el volum de tephra en erupció d'algunes de les erupcions volcàniques explosives més conegudes. Tot i que la majoria de la gent creu que Vesuvi (79 dC - l'erupció de Pompeia), Mount St. Helens (1980) i Mount Pinatubo (1991) eren enormes, són molt reduïdes en comparació amb erupcions antigues com Wah Wah Springs, Toba, Yellowstone, o Caldera de Long Valley.
Índex d’explosivitat volcànica: L’índex d’explosió volcànica es basa en el volum de tephra produït durant una erupció. Les esferes d'aquest diagrama proporcionen una comparació de mida relativa per a cada pas de l'índex.
Escales de mesurament per a esdeveniments naturals
Mesurar la mida o la força dels esdeveniments naturals sempre ha estat un repte per als científics naturals. Van desenvolupar l'escala de Richter Magnitude per estimar la quantitat d'energia alliberada per un terratrèmol, l'escala Saffir-Simpson per estimar el potencial dels huracans i l'escala Fujita per a la qualificació de la intensitat dels huracans. Aquestes escales són valuoses per comparar diferents esdeveniments i per comprendre la quantitat de danys que poden causar esdeveniments de diferent mida.
Mesurar la força d’una erupció volcànica és més difícil que recopilar dades de velocitat del vent o mesurar el moviment de terra amb un instrument. Les erupcions volcàniques produeixen diferents tipus de productes, tenen durades diferents i es desenvolupen de maneres diferents. També hi ha un problema que algunes erupcions són explosives (es produeixen explosions de materials de roca), mentre que altres erupcions són efusives (les roques foses desprenen la sortida).
Reducció de l'erupció: Núvol d’erupció del volcà Redoubt vista des de la península de Kenai. Aquesta erupció va durar des del 14 de desembre de 1989 fins al 20 de juny de 1990. Era només una VEI 3. Toba era al voltant de 10.000 vegades més explosiva. Fotografia de R. Clucas, 21 d'abril de 1990. Imatge USGS. Ampliar Més informació.
Mesurament de les erupcions explosives
Chris Newhall, de l’Estudi Geològic dels Estats Units i Stephen Self, de la Universitat de Hawaii, van desenvolupar el Volcanic Explosivity Index (VEI) el 1982. És una escala relativa que permet comparar erupcions volcàniques explosives entre si. És molt valuós perquè es pot utilitzar tant en erupcions recents que han estat testimonis dels científics com en erupcions històriques que van passar fa milers a milions d’anys.
La característica d’erupció principal utilitzada per determinar l’índex d’explosió volcànica és el volum de material piroclàstic que va expulsar el volcà. El material piroclàstic inclou cendres volcàniques, tephra, fluxos piroclàstics i altres tipus d’exjecta. L’altura de la columna d’erupció i la durada de l’erupció també es consideren a l’assignar un nivell de VEI a una erupció.
Relacionat: Riscos volcànics
Wah Wah Springs: Eric Christiansen i Myron Best de la Brigham Young University expliquen les evidències que donen suport a l'erupció de Wah Wah Springs com una de les erupcions volcàniques més grans i explosives conegudes.
Fish Canyon Tuff: Una altra erupció de VEI 8 que rivalitza amb Wah Wah Springs es va produir fa uns 28 milions d’anys en el que ara es troba al sud-oest de Colorado. L’erupció a La Garita Caldera va produir el Fish Canyon Tuff, un ignimbrit dacític, amb un volum original estimat d’uns 5.000 quilòmetres cúbics. Imatge de USGS. Ampliar / font d’imatge.
Passos de l’escala VEI
L’escala VEI comença a 0 per a erupcions que produeixen menys de 0,0001 quilòmetres cúbics d’exjecta. La majoria d’aquestes erupcions són de mida molt petita. Tot i això, alguns són "efusius" en lloc de "explosius". Les erupcions efusives es caracteritzen per lava que surt de la sortida de la ventilació en lloc d’expulsar-se les ejectes.
Les erupcions valorades a VEI 1 produeixen entre 0,0001 i 0,001 quilòmetres cúbics d’exjecta. Per sobre de VEI 1, l'escala es converteix en logarítmica, el que significa que cada pas de l'escala representa un augment de 10 vegades en la quantitat de material expulsat. Les erupcions de VEI 2 produeixen entre 0,001 i 0,01 quilòmetres cúbics d’exjecta. Les erupcions VEI 3 produeixen entre 0,01 i 0,1 quilòmetres cúbics d’exjecta. La progressió de l'escala de VEI 0 a VEI 8 es mostra en el diagrama d'aquesta pàgina.
Amb cada pas de l’escala que representa un augment d’explosivitat de 10X, un VEI 5 és aproximadament deu vegades més explosiu que un VEI 4. Dos passos de l’escala és un augment de 100X d’explosivitat. Per exemple, un VEI 6 és aproximadament 100 vegades més explosiu que un VEI 4. Un VEI 8 és un milió de vegades més explosiu que un VEI 2. Tot això es basa en el volum d’exjecció.
Com que cada pas de l’escala és un augment de 10 vegades del material expulsat, hi ha una enorme diferència en la mida d’una erupció al final baix d’un pas i una erupció a l’extrem superior d’un pas. Per aquesta raó, se sol afegir un "+" a erupcions que se sap que es troben a l'extrem superior del seu pas. Per exemple, l’erupció de Katla al sud d’Islàndia el 12 d’octubre de 1918 es va classificar com a VEI 4+ perquè l’erupció era una VEI 4 molt forta.
Wah Wah Springs: Eric Christiansen i Myron Best de la Brigham Young University expliquen les evidències que donen suport a l'erupció de Wah Wah Springs com una de les erupcions volcàniques més grans i explosives conegudes.
Lloc d’erupció de Toba: Fa uns 73.000 anys, un volcà conegut com "Toba" va esclatar a l'illa de Sumatra, Indonèsia. Va ser una de les erupcions volcàniques més grans que es poden documentar amb les evidències actuals. Es creu que l'explosió havia desforestat parts de l'Índia - a unes 3000 milles de distància - i va expulsar uns 2600 quilòmetres cúbics de restes volcàniques. Avui en dia el cràter és el llac volcànic més gran del món: uns 100 quilòmetres de llarg i 35 quilòmetres d’amplada. Imatge composta mitjançant Landsat Geocover 2000 de la NASA.
Quina erupció té la VEI més alta?
Aproximadament cinquanta erupcions han estat classificades VEI 8 perquè es creu que han produït una sorprenent 1.000 quilòmetres cúbics o més d'ecjecta. Aquesta seria una massa d’ejecta no compactada de deu quilòmetres de longitud, deu quilòmetres d’amplada i deu quilòmetres de profunditat. Les erupcions a Toba (fa 74.000 anys), Yellowstone (fa 640.000 anys) i al llac Taupo (fa 26.500 anys) són tres dels 47 llocs VEI 8 que s’han identificat.
L’erupció de VEI 8 amb major volum d’expulsió coneguda és l’erupció de Wah Wah Springs que es va produir en el que ara és l’estat d’Utah, fa uns 30 milions d’anys. Es calcula que ha produït més de 5500 quilòmetres cúbics d’ecjecta en aproximadament una setmana.
L’erupció (s) de les trampes índies de Paraná i Etendeka tenia un volum eruptiu de més de 2,6 milions de quilòmetres cúbics. Tanmateix, es creu que són erupcions efusives que produeixen lava basàltica fluida en lloc d’erupcions explosives que produeixen ejecta. L’erupció (s) de Paranà i Etendeka es va produir fa uns 128 a 138 milions d’anys. Els seus fluxos de lava s'estenen des de l'est de Brasil fins a les parts occidentals de Namíbia i Angola. Es van produir quan es va connectar Àfrica i Amèrica del Sud.
Relacionat: Tipus d’Erupcions volcàniques
Erupció del Mont Sant Helens: La majoria de la gent va considerar que l'erupció del 18 de maig del 1980 al Mount St. Helens era una enorme erupció. L'explosió va eliminar els 400 metres més alts de la muntanya, va produir una allau de restes que va cobrir 62 quilòmetres quadrats i va assolar arbres sobre una superfície d'uns 600 quilòmetres quadrats. Aquesta erupció va ser una VEI 4. Toba, en un VEI 8, va ser aproximadament 10.000 vegades més explosiva. Imatge de USGS.
La freqüència de grans erupcions
Com en la majoria dels esdeveniments naturals, les erupcions volcàniques petites són molt freqüents, i les erupcions grans són molt rares. Les dades de l’esquerra de l’Enquesta Geològica dels Estats Units resumeixen la freqüència relativa de les erupcions de diverses qualificacions de VEI. Mostra clarament la raresa de les erupcions d'alta VEI, però demostra que són possibles esdeveniments.
El gràfic de barres d'aquesta pàgina resumeix la freqüència de les erupcions amb diverses valoracions de VEI mitjançant dades del Programa de Volcanisme Global de la Smithsonian Institution per a erupcions que es van produir entre uns 10.000 anys i fa 1994. Només s'han documentat quatre erupcions de VEI 7, però sobre S'han produït tres mil esdeveniments VEI 2. Afortunadament, les erupcions molt grans són esdeveniments molt rars.
Freqüència d’erupció vs VEI: Aquest gràfic mostra com les erupcions petites i menys explosives són molt més freqüents que les grans erupcions. Les dades que s’utilitzen per preparar el gràfic provenen de la base de dades del Programa de Volcanisme Global de la Smithsonian Institution. Aquesta base de dades inclou erupcions històriques i registrades ocorregudes entre fa uns 10.000 anys i 1994.
Estimació dels volums d'Ejecta
Quan es produeix una erupció explosiva, l'expulsió es propaga per la força de la voladura i pel vent. Normalment és més gruixuda a prop de la font i disminueix en el gruix amb la distància.
Amb les erupcions actuals, els observadors poden recopilar informes de gruix de cendres des de diferents llocs i crear un mapa de contorn de gruix de cendra. Aquestes dades es poden utilitzar per calcular el volum de expulsió.
Les estimacions precises es fan més difícils quan l’erupció es produeix en una zona remota i és molt difícil quan es produeix l’erupció en una illa que es troba a una gran distància de les altres illes o masses terrestres. En aquestes situacions, la mida del núvol d’erupció i la durada de l’erupció es poden combinar amb dades de dipòsit de cendra per assignar una qualificació VEI.
Problemes d’estimació semblants es produeixen en el càlcul de volums d’ejecta per erupcions antigues. L’ejecta es pot erosionar fàcilment i sovint es recobreix amb materials més joves. En aquestes situacions, cal fer "les millors estimacions". Quan s'assigna un número VEI és difícil, se sol afegir un signe d'interrogació al número per indicar incertesa. Per exemple, el Projecte global de vulcanisme enumera la VEI de l'erupció de Italys Vesuvi el 24 d'octubre del 79 dC com a "5?" perquè no hi ha dades suficients per estar segurs sobre el nombre.
Per què s’atura l’escala a VEI 8?
Les erupcions explosives més grans que s’han documentat fins ara s’han classificat a VEI 8. Es podrien produir erupcions més grans que Toba, Yellowstone i altres esdeveniments de VEI 8? Té la capacitat la Terra de produir una explosió capaç de llançar els 10.000 quilòmetres cúbics d’ejecta necessaris per valorar una erupció VEI 9?
És possible que existeixin evidències d'una erupció de VEI 9 i quedin enterrades al registre geològic. Les erupcions tan grans serien esdeveniments molt rars, però és impossible dir que les erupcions tan grans no s’hagin produït mai. Si es produís una erupció tan gran en el futur, seria una amenaça significativa per a la vida a la Terra.
Autor: Hobart M. King, doctor.