Indicele de explozivitate vulcanică
Indicele de explozivitate vulcanică , în engleză Volcanic Explosivity Index ( VEI ), este un indice empiric capabil să clasifice erupțiile vulcanice în funcție de explozivitate, conform criteriilor indicate de Chris Newhall și Stephen Self . [1]
fundal
Au existat numeroase încercări de clasificare a erupțiilor vulcanilor. Prima clasificare a diferitelor tipuri de activitate vulcanică a fost propusă de Giuseppe Mercalli în 1883 care, studiind vulcanismul italian, a folosit termenii „Strombolian”, „Vulcan” și „Plinian” pentru a indica erupții de intensitate crescândă. O distincție mai completă a fost oferită la începutul secolului al XX-lea de geologul francez Alfred Lacroix , care a plasat la un capăt al scării sale erupțiile efuzive (erupții de tip hawaian) și la celelalte erupții care au provocat formarea norilor arzători (erupții de tip hawaian) .peleean), citând de asemenea erupții cu caracteristici intermediare: propunerea lui Lacroix, însă, nu s-a pretins să clasifice pe deplin acei vulcani care au diferite tipuri de activitate și, prin urmare, nu pot fi catalogate pe baza unui singur tip de erupţie. [2]
O clasificare precursor a VEI a fost cea introdusă de George Walker în 1973, capabil să exprime o măsură a explozivității unei erupții: această estimare a fost efectuată luând în considerare cantitatea de material emisă de o erupție și, mai presus de toate, indicele de dispersie. ( D) și fragmentarea (F) a depozitelor vulcanice. Parametrul D indică „zona acoperită de depozite cu o grosime mai mare de 1% din maxim”, în timp ce parametrul F oferă o măsură a „procentului de componente cu un diametru mai mic de 1 mm măsurat într-o poziție bine definită a depozit". Cu titlu de exemplu, erupțiile hawaiene au un grad scăzut de explozivitate, cu F și D minime, adică cu un grad minim de fragmentare și dispersie a produselor; dimpotrivă, erupțiile pliniene prezintă o explozivitate foarte mare, cu parametrii foarte mari F și D. Criticitatea clasificării lui Walker este că, pe baza analizei produselor emise în timpul unui eveniment exploziv, nu este adecvată pentru a distinge evenimentele efuzive. [2]
Cea mai fiabilă clasificare este cea concepută de Chris Newhall de la United States Geological Survey și de Stephen Self de la Universitatea din Hawaii în 1982, pe baza indicelui de explozivitate vulcanică, adoptat în prezent de Smithsonian Institution pentru pregătirea catalogului mondial al eruptii. [2]
Descriere
Scara VEI catalogează erupțiile vulcanice cu o clasificare semicantitativă, [2] obținută printr-o combinație de date cantitative și observații calitative. [3]
Printre parametrii luați în considerare pentru a atribui un nivel VEI unei erupții găsim volumul materialului piroclastic extrudat ( tephra ), înălțimea coloanei eruptive, durata erupției, fragmentarea magmei și zona implicată în căderea.de zgură vulcanică.
În acest fel, se obține o scară împărțită în valori cuprinse între 0 și 8, pe baza căreia erupțiile sunt calitativ descrise ca fiind hawaiană, stromboliană, stromboliană / vulcaniană, vulcaniană, subpliniană, pliniană, krakatoană și ultrapliniană. În ceea ce privește cantitatea de material emis și pornind de la un VEI egal cu 2, poate fi luată în considerare o scară logaritmică , unde între un grad și următorul există o creștere a tefrei emise cu un factor de 10: de exemplu, un VEI 7 erupția emite o cantitate de tephra de 10 ori mai mare decât un VEI 6.
Scară
| VEI | Cantitatea de material emis | Clasificare | Descriere | Înălțimea coloanei eruptive | Durată (ore de emisie continuă) | Periodicitate [4] | Injecție troposferică [4] | Injecție stratosferică [4] | Exemple |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | <10 000 m³ | Erupție hawaiană | Nu este exploziv | <100 m | <1 oră | continuă | neglijabil | nici unul | Kīlauea , Piton de la Fournaise , Erebus |
| 1 | > 10 000 m³ | Erupția stromboliană | Ușoară | 100 m - 1 km | zilnic | minor | nici unul | Nyiragongo (2002), Raoul Island (2006) Etna (2020 - în curs ) | |
| 2 | > 1 000 000 m³ | Erupția stromboliană-vulcanică | Exploziv | 1-5 km | săptămânal | moderat | nici unul | Unzen (1792), Cumbre Vieja (1949), Galeras (1993), Sinabung (2010) | |
| 3 | > 10 000 000 m³ | Erupția vulcaniană | Catastrofic | 3–15 km | diverse explozii la intervale neregulate | lunar | substanțial | posibil | Nevado del Ruiz (1985), Lassen Peak (1915), Soufrière Hills (1995), Nabro (2011) Vulcano (1888-1890) |
| 4 | > 0,1 km³ | Erupția subpliniană | Cataclismic | > 10 km (plinian sau subplinian) | 1-6 ore | ≥ 1 an | substanțial | Siguranță | Mayon (1814), Pelee (1902), Galunggung (1982), Eyjafjöll (2010) |
| 5 | > 1 km³ | Erupția Pliniană | Paroxistică | > 10 km (pliniana) | 6-12 ore | ≥ 10 ani | substanțial | substanțial | Vesuvius ( 79 / 1631 ), Fuji (1707), Muntele Tarawera (1886), Mount St. Helens (1980) |
| 6 | > 10 km³ | Erupția krakatoiană | Colosal | > 20 km | ≥ 100 de ani | substanțial | substanțial | Punct de ponce de bază (c. 17 000 î.Hr.), Erupția poncei de Avellino (c. 1900 î.Hr.), Huaynaputina (1600), Krakatoa (1883), Novarupta (1912), Pinatubo (1991) | |
| 7 | > 100 km³ | Erupție ultra-pliniană | Super colosal | > 20 km | > 12 ore | ≥ 1.000 de ani | substanțial | substanțial | Mazama (c. 5 600 î.Hr.), Thera (c. 1 620 î.Hr.), Taupo (180), Segara Anak ( Muntele Rinjani ) (1257), Tambora (1815) Campi Flegrei (sub supraveghere) |
| 8 | > 1 000 km³ | Erupție mega-colosală | Mega-colosal | > 20 km | ≥ 10.000 de ani | imens | imens | La Garita ( 26.300.000 BC), Yellowstone (640.000 BC), Toba (74.000 BC), Taupo (25 360 BC) |
Analiza critica
Periodicitate
| Periodicitatea erupțiilor conform VEI | |
|---|---|
VEI | Periodicitate |
| 0 | Foarte frecvent |
| 1 | Frecvent |
| 2 | Zeci pe an |
| 3 | Diverse pe an |
| 4 | Una în fiecare an |
| 5 | Una la fiecare deceniu |
| 6 | Diferit după secol |
| 7 | Diferit pentru mileniu |
| 8 | Unul la fiecare 50.000 de ani sau mai mult |
Similar cu alte fenomene naturale (cum ar fi cutremurele ), erupțiile de mică intensitate sunt foarte frecvente (gândiți-vă la erupțiile din Hawaii, având periodicitate „continuă”) și, dimpotrivă, există foarte puține erupții mari în fiecare an. Din tabelul din lateral se poate observa, de exemplu, că în spațiul unui mileniu au avut loc doar câteva erupții VEI 7 pe întreaga planetă. [5]
Următorul grafic reprezintă frecvența cu care apar erupțiile cu un anumit indice de explozivitate vulcanică, prezentând valorile VEI pe axa orizontală, iar pe axa verticală erupțiile asociate cu acel VEI care au avut loc între aproximativ 10.000 de ani în urmă și 1994. se remarcă faptul că numărul evenimentelor eruptive scade logaritmic odată cu creșterea VEI și că, în fața a doar patru erupții documentate VEI 7, se găsesc peste trei mii de erupții VEI 2: [5]
Cantitatea de material emis
|  Stratificarea depozitelor piroclastice emise de vulcanul Izu Ōshima | ||||||||||||||||||||
După cum sa menționat deja, unul dintre parametrii cei mai luați în considerare în scopul calculării VEI este volumul total de produse emise. În cazul erupțiilor explozive, materialul piroclastic extrudat cade mai mult sau mai puțin departe în funcție de forța exploziei și de intensitatea vântului: în general, depozitele piroclastice sunt mai groase în zona eruptivă, subțierea cu creșterea distanței de la punctul de emisie. Datorită analizei grosimii depozitelor este posibil să se estimeze cu o anumită aproximare volumul total de material expulzat. [5]
Cu toate acestea, această analiză se dovedește a fi mai problematică dacă erupția a avut loc într-o zonă îndepărtată și dificil de accesat, cum ar fi - de exemplu - o insulă foarte îndepărtată de masele terestre mari; în acest caz, procedăm prin integrarea indicațiilor provenind de la mai mulți parametri, cum ar fi grosimea depozitelor, dimensiunea norului eruptiv și durata erupției. Dificultăți similare apar în estimarea volumului de materiale extrudate din erupțiile antice, unde tefra este supusă de-a lungul anilor la acțiunea erozivă a agenților exogeni: în aceste situații este dificil să se atribuie cu certitudine o valoare VEI precisă. Nu este surprinzător faptul că erupția Vezuviului din 79 a fost clasificată de Vulcanism Global Project drept „VEI 5?”, Cu un semn de întrebare amânat la cifra care indică insuficiența datelor disponibile pentru un calcul corect al VEI. [5]
Limitele scalei
Se poate întâmpla ca, îngropat în înregistrări geologice istorice, să existe de fapt dovezi ale erupțiilor cu VEI 9. Astfel de evenimente, extrem de distructive la scară regională, ar reprezenta o amenințare severă pentru viața de pe Pământ. [5]
Probleme critice
O limitare a scării VEI este că nu ia în considerare densitatea materialelor erupte: cenușa vulcanică, bombele vulcanice și ignimbritele sunt considerate în mod egal. Mai mult, după cum sa menționat deja, VEI se bazează în principal pe analiza cantității de material extrudat, ceea ce face calculul său oarecum complex în cazurile deja menționate de erupții preistorice sau neobservate.
Mai mult, deși VEI este potrivit în clasificarea puterii eruptive a unei erupții, este încă nepotrivit pentru cuantificarea emisiilor de dioxid de sulf (SO 2 ) și a impactului atmosferic și climatic al acestora, după cum a raportat în 2004 Georgina Miles, Roy Grainger și Eleanor Highwood. [6]
| ( EN ) „Tephra, sau analiza sedimentului de reziduuri, poate oferi o estimare a explozivității unui eveniment de erupție cunoscut. Cu toate acestea, nu este evident legat de cantitatea de SO 2 emisă de erupție. Indicele de explozivitate vulcanică (VEI) a fost derivat pentru a cataloga magnitudinea explozivă a erupțiilor istorice, pe baza ordinii de mărime a masei erupte și oferă o indicație generală cu privire la înălțimea la care a ajuns coloana eruptivă. VEI în sine este inadecvat pentru a descrie efectele atmosferice ale erupțiilor vulcanice. Acest lucru este demonstrat clar de două erupții, Agung (1963) și El Chichón (1982). Clasificarea lor VEI îi separă printr-un ordin de mărime în explozivitate, deși volumul de SO 2 eliberat în stratosferă de fiecare a fost măsurat pentru a fi în mare măsură similar " | ( IT ) «Tephra, sau analiza depozitelor de cădere, poate oferi o estimare a explozivității unui eveniment eruptiv cunoscut; cu toate acestea, acestea nu sunt legate în mod unic de cantitatea de SO 2 emisă de erupție. Indicele de explozivitate vulcanică (VEI) a fost propus pentru a cataloga magnitudinea explozivă a erupțiilor istorice, pe baza analizei cantității de material emis, și oferă o indicație a înălțimii coloanei eruptive. Cu toate acestea, VEI este inadecvat pentru a descrie efectele atmosferice ale erupțiilor vulcanice. Acest lucru apare mai ales în două erupții, Agung (1963) și El Chichón (1982). Acestea sunt separate de un grad pe scara VEI pentru explozivitate, în ciuda faptului că au emis un volum similar de SO 2 în atmosferă " |
Notă
- ^ Christopher G. Newhall, Stephen Self, The vulcanic explosivity index (VEI): O estimare a magnitudinii explozive pentru vulcanismul istoric ( PDF ), în Journal of Geophysical Research , vol. 87, C2, 1982, pp. 1231-1238, DOI : 10.1029 / JC087iC02p01231 .
- ^ a b c d ACTIVITATE VOLCANICĂ ( PDF ), pe treccani.it , Treccani. Adus pe 21 martie 2016 .
- ^ Clasificarea erupțiilor vulcanice în funcție de indicele de explozivitate vulcanică VEI , pe protezionecivile.gov.it .
- ^ a b c Parametru care nu este luat în considerare în scopul calculării VEI.
- ^ a b c d e ( EN ) Indicele de explozivitate vulcanică (VEI) , pe geology.com .
- ^ MG Miles, RG Grainger; EJ Highwood, Aerosoli vulcanici: Semnificația puterii și frecvenței erupției vulcanice pentru climă ( PDF ), în Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society , vol. 130, nr. 602, 2004, pp. 2361-2376, DOI : 10.1256 / qj.30.60 .
