Вулкански гас - Хемиска школа

Вулкански гас

школа

Кога вулкански гасови се гасови што се појавуваат од површината на земјата за време на вулканската активност. Излезот може да се случи во тесно дефинирани области (на пр. Кај вулканскиот кратер, фумароли, солфатара) или на поголема површина дифузно од крилата на вулканот.

Појава

Кога стопена карпа се издига во оџакот на вулкан, поради намалениот притисок, гасовите претходно растворени во стопената карпа се ослободуваат и се испуштаат со повеќе или помалку (дури и со „мирни“ ерупции се ослободува многу гас) експлозивни ерупции. Дури и во комора за магма под вулканот, процесот на фракционо кристализирање овозможува испарливите состојки да се збогатат во преостанатата топење над соодветната граница на сатурација, така што тие формираат своја фаза во форма на гасни меури. Поради разликата во густината помеѓу гасовите и околното топење, гасните меури се зголемуваат и можат да избегаат од вулканот без истовремено вадење лава.

состав

Гасовите ослободени од вулканите обично се мешавина од различни супстанции. Главните компоненти на скоро сите вулкански гасови се водена пареа (H2O), јаглерод диоксид (CO2), сулфур диоксид (SO2), водород сулфид (H2S), хлороводородна киселина (HCl) и водород флуорид (HF). Амонијак, некои благородни гасови, јаглерод моноксид, метан и водород, исто така, може да се појават во различни проценти. Количината и составот на гасот во голема мера зависи од природата на стопената карпа од која се појавува. Во гасовите што се ослободуваат од топењето на базалтикот доминира СО2, додека магмите со риолит произведуваат поголеми количини на главно гасови доминирани од водена пареа.

важноста

  • Вулканските гасови се делумно стакленички гасови
  • дел од водата на земјата доаѓа од вулкански гасови
  • промената во составот на вулканските гасови може да укаже на претстојна вулканска ерупција

Претходно се веруваше дека има ерупции на вулкански гас што се случуваат без вадење лава. Овие беа сметани за одговорни за формирање на маарци, како што се оние што се наоѓаат во германскиот Вулканејфел или францускиот Оверњ. Вулканолозите сега се сигурни дека маардите се создаваат кога магмата доаѓа во контакт со подземните води, кои испаруваат експлозивно.

Ефекти и димензии

Со своите емисии на гас, вулканите имаат големо влијание врз животот на земјата во текот на долги, а во одделни случаи и во кратки временски периоди.

  • Гледано во текот на геолошките временски периоди, емисијата на вулкански СО2 претставува потенцијален механизам за повратни информации за климата, кој веројатно ја спасил Земјата од трајно глобално мрзнување.
  • Меѓутоа, во текот на неколку години, емисијата на траги од супстанции и пепел може да доведе до значително намалено сончево зрачење и со тоа да се излади на земјата. Во 1991 година, во годините по ерупцијата на филипинскиот вулкан Пинатубо, беше измерено намалување на атмосферските температури од околу 0,5 степени.
  • Особено импресивен пример за разорниот ефект на вулканските ерупции врз климата е таканаречената година без лето (1816), во која Северна Америка и Европа претрпеа понекогаш катастрофални неуспеси во посевите и глад. Слоевите од пепел од големи вулкански ерупции кои се поврзани со намалени температури, исто така, може да се детектираат во јадрата на мразот. [1]

Пример за димензијата на емисии на гасови во вулкански парчиња е Вукан Попокатепетл, кој е оддалечен околу 60 километри од 20 милиони милиони агломерација на населението во Мексико Сити. За време на периоди на зголемена активност помеѓу март 1996 година и јануари 1998 година, Попокатепетл повтори ерупции во кои на моменти над 10 000 тони сулфур диоксид се испуштаа во атмосферата. Ова одговараше на околу една четвртина од вкупните антропогени - вештачки - емисии на сулфур во Европа и околу половина од емисиите во Централна и Јужна Америка заедно. [2]

Вулканите испуштаат големи количини на халогени како што се бром или хлор, кои имаат значително влијание врз рамнотежата на озонот (Цитат). [3]

Одредување на количината на гасовите што избегаат

Научниците ја одредуваат стапката на емисија на гас од вулкан со прво мерење на вкупната количина на супстанцијата во пресек на перото нормално на правецот на размножување со употреба на методот ДОАС и потоа множење со брзината на ветерот. Стапката на емисија покажува, на пример, колку SO2 се емитува во секунда, ден или година. [4]

Брзината на ветерот претходно беше одредена со мерење на ветерот на земјата или на работ на кратерот. Сепак, овие се покажаа комплексни, непрецизни, а понекогаш дури и опасни. Добиените податоци беа само делумно репрезентативни за правецот на ветерот и брзината што всушност преовладуваше во вулканскиот пар. Денес, методот DOAS се користи за таканаречениот метод на корелација, при што уредот DOAS е насочен кон брза алтернација до две насоки на гледање од ветрот. Процесот го искористува фактот дека вулканскиот пердув не се меша хомогено и гасовите се прилично нерамномерно распоредени. Ова резултира во структурирана временска серија за секоја од насоките за гледање. Секој пат кога поминува облак со зголемена концентрација на сулфур диоксид, само една мерна точка известува за максимум, кратко време подоцна и другата точка на мерење. Времето поместување одговара на времето што е потребно за вулканот да се пресели од едната и од друга насока. Заради познавањето на аголот помеѓу насоките на гледање и растојанието до вулканскиот плуг, се знае и растојанието помеѓу двете насоки на гледање во перото. Брзината на ветерот се пресметува од количникот на растојание и поместување на времето. [5]

Развој на истражување

Во последно време, инструментите за следење на емисиите на вулкани се значително подобрени. Во 2001 година, истражувачите од Работната група за атмосфера и далечинско насетување на Институтот за физика на животната средина на Универзитетот во Хајделберг, заедно со научници од технолошкиот универзитет Чалмерс, Гетеборг, Шведска, за прв пат извршија мерења на ДОАС во вулкански парчиња. Иако спектроскопските мерења на сулфур диоксидот во вулканските парчиња биле извршени со други методи од 1970-тите, новиот метод дозволил изградба на многу помали и, според тоа, повеќе управувани инструменти. Покрај сулфур диоксидот, истражувачите за прв пат успеаја да откријат и голем број други гасови во трагови, како што се халоген и азотни оксиди. [6]

Различното однесување на растворот на различните гасови во магмата доведе до разгледување дали промените во емисиите на гасови може да дадат информации за однесувањето на магмата, на пр. Б. Покажете растечки процеси и на тој начин исто така најавувајте избувнувања. За оваа цел, истражувањето се одвиваше и се одвиваше со употреба на систематски мерења, на пр. Б. на Попокатепетл (Мексико), Масаја (Никарагва), Етна (Италија), Горели, Мутновски (и Камчатка) и Нијарагонго (Конго). Воспоставени се континуирани мерни станици на Попокатепетл, Масаја и Етна. [7]

Во голема мера се подобрени и можностите за мерење на вулканските емисии со помош на сателити. Од почетокот на Глобалниот експеримент за набудување на озонот (ГОМЕ) во 1995 година, границите на откривање се значително намалени благодарение на подобреното спектрално скенирање. Други инструменти со слични својства (SCIAMACHY, OMI, GOME-2) беа додадени подоцна. Благодарение на овие значително подобрени граници на откривање и обемната просторна покриеност, современите сателитски инструменти отвораат значително проширен пристап до глобалното следење на вулканската активност и квантифицирање на неговите емисии. На пример, атмосферскиот транспорт на вулкански емисии често може да се следи во текот на неколку дена со помош на сателитски набудувања (во поединечни случаи во периоди до еден месец). Ова овозможи да се проучат ефектите на вулканите од регионално до глобално ниво. Покрај тоа, вулканите во оддалечените региони може да се измерат за прв пат со наб satelliteудување од сателит. [8-ми]