ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΕΣ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΕΣ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΗ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ

2 Κατηγορίες µάγµατος Όξινα µάγµατα: (SiO 2 > 65%). Μεγάλη περιεκτικότητα σε πτητικά συστατικά, µικρή πυκνότητα. Βίαιες εκρήξεις Βασικά ή βασαλτικά µάγµατα: (SiO 2 <50%). Λεπτόρευστες λάβες, ήρεµες εκχύσεις.

3

4

5 Γνωρίσµατα ενός ηφαιστείου Ο πόρος, ο αγωγός που φέρνει το µάγµα από το εσωτερικό της γης προς την επιφάνεια και συνήθως είναι σε µεγάλα ρήγµατα. Ο κρατήρας, που αντιστοιχεί στο επιφανειακό άνοιγµα του πόρου. Ο ηφαιστειακός κώνος, που σχηµατίζεται από την έκρηξη ή έκχυση του ηφαιστειακού υλικού. Η καλδέρα, που προκύπτει λόγω έκρηξης από κατάπτωση του κρατήρα και έχει συνήθως ελλειπτική µορφή.

6 Πόρος Κρατήρας

7 Αεροφωτογραφία του κρατήρα του ηφαιστείου Puù Òò. Το ηφαίστειο αυτό εκλύει tonnes διοξειδίου του θείου την ηµέρα.

8 Πόρος.

9 Ηφαιστειακοί κώνοι

10 Εγκαταλελειµµένος ηφαιστειακός κώνος

11 Μααρ. Λίµνη που έχει προκύψει από την πτώση του κρατήρα. ΗΠΑ

12 Γεωγραφική κατανοµή των ηφαιστείων Όρια αποµάκρυνσης λιθοσφαιρικών πλακών Όρια σύγκλισης πλακών Όρια µετασχηµατισµού Hot spots

13

14

15 ΣΧΗΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΤΡΙΩΝ ΕΙ ΩΝ ΟΡΙΩΝ ΤΩΝ ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ Ρήγµα µετασχηµατισµού Απόκλιση πλακών Σύγκλιση πλακών Ούτε δηµιουργία ούτε καταστροφή φλοιού ηµιουργία φλοιού Καταστροφή φλοιού

16

17 Περίπτωση σύγκλισης ωκεάνιας λιθοσφαιρικής πλάκας - ηπειρωτικής λιθοσφαιρικής πλάκας

18 Γεωγραφική κατανοµή των ηφαιστείων στη γη

19 Ο κρατήρας µε τη λίµνη λάβας του ηφαιστείου Erta Ale στην Αιθιοπία. Είναι ένα από τα ενεργά ηφαίστεια της ανατολικής Αφρικής Oldoinyo Lengai, άλλο ένα ενεργό ηφαίστειο στην Ανατολική Αφρική.

20

21

22 Κατανοµή ηφαιστείων στην Ελλάδα «Ελληνικό ηφαιστειακό τόξο»

23 Προϊόντα ηφαιστειακής δραστηριότητας «ηφαιστειακά αναβλήµατα» Πυροκλαστικά υλικά. Τέφρα Σποδός Βόµβες - βολίδες Πτητικά συστατικά Ηφαιστειακά αέρια

24

25 Ηφαιστειακές βόµβες Εθνικό πάρκο Lassen.

26 ΤΥΠΟΙ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΩΝ ΕΚΡΗΞΕΩΝ

27 Κρατήρας ηφαιστείου Kilawea Χαβάη.

28

29

30 Τα νησιά Mono Lake (Καλιφόρνια) δηµιουργήθηκαν από πρόσφατες εκρήξεις λάβας και σποδού λόγω ανύψωσης του πυθµένα της λίµνης από τις εκχύσεις λάβας. Τα δύο νησιά είναι νεότερα από 2000 χρόνια.

32

34

36 Κατηγορίες ηφαιστείων ανάλογα µε τη χρονική περίοδο δράσης Σβησµένα ηφαίστεια. Είναι αυτά που δεν έχουν εκραγεί κατά τη διάρκεια των ιστορικών χρόνων. Ανενεργά ηφαίστεια. Που κατά τη σύγχρονη περίοδο δεν έχουν δώσει εκρήξεις, έχουν όµως παρουσιάσει δραστηριότητα κατά τους ιστορικούς χρόνους και Ενεργά ηφαίστεια. Είναι εκείνα που συνεχίζουν και σήµερα τη δραστηριότητά τους.

37 Το ηφαίστειο της Αγίας Ελένης

38

39

40 Θερµές πηγές Εθνικό πάρκο Bumpass Hell, Lassen.

41 Θερµοπίδακας ή διαλείπουσα θερµή πηγή ή Gayser

42

43 Αποτέλεσµα τσουνάµι που προκλήθηκε στον κόλπο της Αλάσκα.

44 Καταστροφικά γεγονότα που µπορούν να προκληθούν από ένα ηφαίστειο Στήλες και Νέφη ηφαιστειακής έκρηξης Ηφαιστειακά αέρια Ροές λάβας και δόµοι λάβας Ροές πυροκλαστικών υλικών Ηφαιστειακές κατολισθήσεις Ηφαιστειακές λασποροές (Lahars)

45

46 Προϊόντα ηφαιστειακής έκρηξης Βόµβες βολίδες Τέφρα (στερεά και τηγµένα θραύσµατα πετρωµάτων) Στάχτη (µικρά θραύσµατα πετρωµάτων, ηφαιστειακής υέλου και ορυκτών) Αέρια

47 Στήλες και νέφη ηφαιστειακής έκρηξης Προκαλούν προβλήµατα στην αεροπλοΐα (τα τελευταία 15 χρόνια έχουν συντριβεί 80 αεροσκάφη Η µεγάλης κλίµακας βροχή από στάχτη µπορεί να προκαλέσει την κατάρρευση της οροφής κτιρίων Η ασθενέστερη βροχή στάχτης καταστρέφει καλλιέργειες Η στάχτη από την έκρηξη του ηφαιστείου της Αγίας Ελένης έφτασε τα 7 Km ύψος στην ατµόσφαιρα έκανε πολλές φορές το γύρο της γης µέχρι να αποτεθεί.

48 Ηφαιστειακά αέρια Πάνω από το 90 % είναι υδρατµοί ιοξείδιο του άνθρακα Συγκεντρώνεται σε επικίνδυνες συγκεντρώσεις κοντά στην επιφάνεια ιοξείδιο του θείου Φθόριο Όξινη βροχή Aerosol που αντανακλά την ακτινοβολία και καταστρέφει το όζον Είναι τοξικό Απορροφάται από τη στάχτη και δηλητηριάζει τη βλάστηση και το υπόγειο και επιφανειακό νερό

49 gr/m 3 Χάρτης εκποµπών CO 2 στην Καλιφόρνια. Οι φυσιολογικές τιµές εκτείνονται γύρω στο 25. Στις 5 Ιανουαρίου 1999 οι περιοχές µε κόκκινο ήταν περιοχές που καταστράφηκαν τα δέντρα λόγω µεγάλων εκποµπών.

50 Ροές λάβας - όµοι λάβας Η κινητικότητα εξαρτάται από τη χηµική σύσταση Η λάβα ρέει σχηµατίζοντας πύρινα ποτάµια ή διασκορπίζεται µε τη µορφή λεπτών εκτεταµένων στρωµάτων Ταχύτητα ροής βασαλτικής λάβας µέχρι µίλια την ώρα Απ το 1983 το ηφαίστειο Kilauea έχει προκαλέσει την καταστροφή 200 κατοικιών από ροή βασαλτικής λάβας ακιτικές και ρυολιθικές (όξινες) λάβες σχηµατίζουν συσσωµατώµατα που ονοµάζονται δόµοι Ο δόµος που δηµιουργήθηκε στο ηφαίστειο Αγ. Ελένης µεταξύ 1980 και κ 1986 είχε 1000 πόδια ύψος και 3500 πόδια πλάτος

51

52 Λάβα Pahoe -hoe, Χαβάη.

53 Λάβα Pahoe -hoe, Χαβάη.

54 Λάβα τύπου ah - ah. Ηφαίστειο Kilauea Χαβάη.

55 Καταστροφή του κτιρίου του σχολείου του Kapoho στη Χαβάη

56 Ροές πυροκλαστικών υλικών Είναι µεγάλης ταχύτητας συγκεντρώσεις καυτής στάχτης, θραυσµάτων πετρωµάτων και θερµών αερίων που κυλούν κατά µήκος των πλαγιών του ηφαιστειακού κώνου. Έχει θερµοκρασία 1500 of και ταχύτητα ροής φθάνει τα µίλια την ώρα Όταν έχουν µικρότερη πυκνότητα προκαλούν πληµµύρες πυροκλαστικών υλικών. Μια τεράστια τέτοια πληµµύρα µετά την έκρηξη του ηφαιστείου της Αγ. Ελένης κάλυψε έκταση 230 τετρ. Μιλίων και κινήθηκε σε απόσταση 15 µιλίων από το ηφαίστειο

57 Η λίµνη Spirit Lake πριν τη διέλευση του κατακλυσµού πυροκλαστικών υλικών από το ηφαίστειο Αγ. Ελένης Η λίµνη µετά

58 Καµένα δένδρα από τη ροή πυροκλαστικών υλικών της έκρηξης του ηφαιστείου της Αγ. Ελένης θερµοκρασίας ο 300οC σε απόσταση 27 km απ το ηφαίστειο.

59 Ηφαιστειακές κατολισθήσεις Είναι η γρήγορη κίνηση πετρώδους υλικού χιονιού και/ή πάγου κατά µήκους των πλαγιών ενός ηφαιστείου Επιρρεπή τα ηφαίστεια µε µεγάλη κλίση Πυροδοτούνται από έντονη βροχόπτωση, τήξη χιονιού ή πάγου και αποσταθεροποίηση λόγω σεισµικής δραστηριότητας Τουλάχιστον πέντε µεγάλες κατολισθήσεις συνέβησαν στο βουνό Rainier (ΗΠΑ) τα τελευταία 6000 έτη. Η µεγαλύτερη ηφαιστειακή κατολίσθηση στους ιστορικούς χρόνους έγινε στην Αγ. Ελένη το 1980.

60 Η πόλη Weed στην Καλιφόρνια είναι χτισµένη πάνω σε πυροκλαστικά υλικά που απετέθησαν χρόνια πριν από το ηφαίστειο Shust.. Ταξίδεψαν για πάνω από 30 µίλια και κάλυψαν έκταση 260 τετρ χιλιοµέτρων.

61 Υλικά ηφαιστειακής κατολίσθησης στο ηφαίστειο Casita στη Νικαράγουα, που ενεργοποιήθηκε από την έκρηξη και έντονη βροχόπτωση το 1999

62 Λασποροές (Lahars) Είναι ροές κορηµάτων που αποτελούνται από ηφαιστειακά υλικά Συνήθως κινούνται µέσω κοιλάδων ή κοιτών ποταµών µε ταχύτητες µίλια την ώρα Μερικά περιέχουν στερεά υλικά σε περιεκτικότητα 60-90% κ.β. και θυµίζουν ποτάµια από τσιµέντο Στα ανάντη τµήµατα παρασύρουν ότι βρουν στην πορεία τους ενώ στα κατάντη θάβουν ότι υπάρχει στη λάσπη Ιστορικά είναι η πιο θανατηφόρα ηφαιστειακή καταστροφή Το νερό προέρχεται από βροχόπτωση, τήξη χιονιού ή πάγου ή από το νερό του κρατήρα

63 Αποτέλεσµα lahar στην Ιαπωνία Unzen Volcano Mizunashi River,, Αύγουστος Ιούλιος 1993, lahars προκλήθηκαν από έντονες βροχοπτώσεις και κατέστρεψαν 1300 σπίτια

64 Ότι απέµεινε από σπίτι της πόλης Armero στην Κολοµβία µετά το Lahar που προκλήθηκε το Νοέµβριο του 1985 από το ηφαίστειο Neavdo del Ruiz.. Το σπίτι ήταν κοντά στην κεντρική κοίτη του ποταµού Lagunillas.. Το lahar µεταφέρθηκε 74 km απόσταση.

65 Υλικά λασποροής που προκλήθηκε την έκρηξη του Pinatubo (Φιλιππίνες) το 1991 κάλυψαν 400 km2 χρήσιµης γεωργικής γης

66 Πρόγνωση ηφαιστειακών εκρήξεων

67 Βήµατα για την πρόβλεψη µιας ηφαιστειακής έκρηξης Αναζήτηση στοιχείων του παρελθόντος σχετικά µε τη δράση του ηφαιστείου Monitoring και προσπάθεια εύρεσης προειδοποιητικών σηµάτων Σεισµικές δονήσεις, Εκποµπές αερίων και Εδαφικές παραµορφώσεις

68 Όργανα που χρησιµοποιούνται για την παρακολούθηση Σεισµικές δονήσεις (σεισµογράφοι) Εδαφικές παραµορφώσεις (δορυφορικές µέθοδοι, ραντάρ, tiltmeters, geodimeters) Εκποµπές αερίων (κυρίως διοξειδίου του θείου) (correlation spectrometers)

69 Το πρόβληµα της πρόγνωσης Πρόβληµα ως προς τον καθορισµό του ακριβούς χρόνου της έκρηξης Κάθε άνοδος µάγµατος δεν σηµαίνει απαραίτητα έκρηξη Το monitoring έχει αρκετά µεγάλο κόστος Αδύνατη η αποτελεσµατική παρακολούθηση όλων των ενεργών ηφαιστείων

70 Σεισµική δραστηριότητα που σχετίζεται µε ηφαιστειότητα Σεισµοί µικρής περιόδου: που µοιάζουν µε τους τεκτονικούς Σεισµοί µακράς περιόδου: που σχετίζονται µε αυξηµένες πιέσεις στον πόρο του ηφαιστείου Αρµονικές δονήσεις: που οφείλονται στην κινητικότητα του µάγµατος

71 Εκποµπές αερίων που σχετίζεται µε ηφαιστειότητα Αυξάνονται οι εκποµπές διοξειδίου του θείου Pinatubo (Φιλιππίνες) 13 Μαίου τόνοι 28 Μαίου τόνοι 12 Ιουνίου 1991 έκρηξη

72 Εδαφικές παραµορφώσεις που σχετίζεται µε ηφαιστειότητα Αναζητούνται µεταβολές στον ρυθµό παραµόρφωσης των πλαγιών και της πέριξ του ηφαιστειακού κώνου περιοχής που οφείλονται στην διείσδυση µάγµατος εντός θαλάµων κοντά στην επιφάνεια

73 Τρόποι αντιµετώπισης µετρίασης του ηφαιστειακού κινδύνου Τέσσερις διαφορετικής φιλοσοφίας προσεγγίσεις Προσπαθούµε να αποτρέψουµε τη φυσική καταστροφή (ουτοπία) Προσπαθούµε να αλλάξουµε το ρυθµό δράσης της να κατευθύνουµε τα αποτελέσµατα και να περιορίσουµε τις επιπτώσεις (π.χ. ενισχύοντας τις κατασκευές ή κτίζοντας τοίχους αλλαγής της πορείας της λάβας) Προληπτικές ενέργειες για την αποφυγή στο µέλλον ανάλογων αρνητικών επιπτώσεων (π.χ. µέτρηση των κινδύνων για την εύρεση θέσης µιας νέας πόλης) Προσπάθεια οργάνωσης σχεδίων αντιµετώπισης της καταστροφής στην περιοχή πριν χρειαστούν (εκπαίδευση, σχέδια εκκένωσης και καλή επικοινωνία επιστηµόνων φορέων ΜΜΕ πολιτών)

74 Παράδειγµα καταστροφής λόγω κατάρρευσης των επικοινωνιών Έκρηξη στο βουνό Nevado del Ruiz στην Κολοµβία το Το monitoring λειτούργησε ικανοποιητικά. Είχε σχεδιαστεί χάρτης επικινδυνότητας µε την πόλη Armero σε περιοχή υψηλού κινδύνου. Το 1845 ένα lahar µετά από έκρηξη κατέστρεψε την περιοχή σκοτώνοντας 1000 ανθρώπους. Αστοχία στις επικοινωνίες νεκροί (το 90% των κατοίκων της πόλης)

75

76

77

78 Hφαιστειακή δραστηριότητα στη Σαντορίνη Η πρώτη γνωστή έκρηξη από το κέντρο της νήσου Στρογγύλης πραγµατοποιήθηκε τον 15 ο αιώνα π.χ. Κατά την έκρηξη αυτή εκχύθηκαν µεγάλες ποσότητες λάβας, µε τελικό αποτέλεσµα την κατακρήµνιση του κρατήρα του ηφαιστείου και το σχηµατισµό καλδέρας. Από την αρχική νήσο Στρογγύλη παρέµειναν µόνο τα εξωτερικά της τµήµατα µε τα σηµερινά νησιά Θήρα, Θηρασία και Ασπρονήσι. Το 197 π.χ. ενεργοποιείται και πάλι το ηφαίστειο και σχηµατίζεται το νησί Παλαιά Καµένη. Το 1573 µετά από έκρηξη σχηµατίστηκε η Νέα Καµένη βορειοανατολικά την Παλαιάς Καµένης. Κατά το διάστηµα σχηµατίστηκε το πρώτο τµήµα της Νέας Καµένης. Οι νέοι µικροί κώνοι αυξάνονται σταδιακά µέσα στον υπάρχοντα κρατήρα και ενώθηκαν την περίοδο σχηµατίζοντας ένα ενιαίο νησί τις Νέες Καµένες. Η τελευταία δραστηριότητα του ηφαιστείου παρατηρήθηκε τον Ιανουάριο του 1950 και είχε σαν συνέπεια το σχηµατισµό ενός µικρού θόλου που ονοµάστηκε θόλος Λιάτσικα.

79 Εξάπλωση στάχτης από την Μινωική έκρηξη σε cm

80 Έκρηξη από τη δραστηριότητα του 1925.

81 Έκρηξη από τη δραστηριότητα µεταξύ

82 Η παλαιά Καµένη όπως φαίνεται από τη Νέα Καµένη

83 Ο κρατήρας Γεώργιος που υπήρξε ενεργός το 1866 και το 1941.

84 Η µικρή Καµένη. Ο κώνος που έχει βλάστηση περικλείεται από λάβες του 1928

85 Τοιχώµατα της καλδέρας