ما هو الرماد البركاني (الرماد البركاني)، ولماذا هو خطير؟

بعد إغلاق المطارات الأوروبية للمرة الثانية خلال عام بسبب ثوران بركان في أيسلندا، نعود مرة أخرى بالتفسير العلمي لخطورة الرماد البركاني على الطائرات وعوامل أخرى

يتكون الرماد البركاني من جزيئات صغيرة خشنة من الصخور الزجاجية الطبيعية التي ألقيت في الهواء بسبب ثوران بركاني. يمكن أن يهدد الرماد صحة الناس والحيوانات، ويشكل خطراً على طائرات الركاب، وقد يتسبب في تلف الأنظمة والآلات الإلكترونية ويتداخل مع إنتاج الكهرباء والاتصالات. ويمكن للرياح أن تحمل الرماد لعدة كيلومترات، مما يؤثر على مناطق أبعد وعلى عدد أكبر بكثير من الناس مقارنة بالأضرار المباشرة الناجمة عن الانفجارات البركانية. وحتى بعد انتهاء انبعاث الرماد من البركان، يمكن للرياح والنشاط البشري أن يتسببا في تساقط الرماد لأشهر وحتى سنوات ويسبب أضرارا صحية واقتصادية طويلة المدى.

حالة سانت هيلينز نموذجا

في صباح يوم 18 مايو 1980، لاحظ العديد من سكان شرق ولاية واشنطن أن الظلام قد حل وأن السحب الخطرة كانت قادمة من الغرب. يعتقد معظمهم أن السحب كانت جزءًا من نظام من العواصف الرعدية الكبيرة الشائعة في أواخر الربيع. ومع ذلك، ما لم يعرفوه هو أنه في الساعة 08:32 اندلع بركان سانت هيلين وأطلق نفثًا ضخمًا من الغاز والرماد البركاني على ارتفاع أكثر من 20,000 ألف متر في الهواء.

ومع اجتياح السحابة لهم، بدأ تساقط وابل من الرماد، فغطى المنطقة بالظلام لبقية اليوم. وسرعان ما غطت 10 سنتيمترات من الغبار المنازل والمزارع والطرق. اخترقت الجزيئات الصغيرة الآلات وجميع الهياكل باستثناء تلك المغلقة بشكل خاص. وبحلول نهاية اليوم، سقط أكثر من 500 مليون طن من الرماد على أجزاء من واشنطن وأيداهو ومونتانا. وحال الرماد دون إمكانية السفر برا في ولاية شرق واشنطن بسبب ضعف الرؤية والطرق الزلقة وتأثير الغبار على السيارات، وهو التأثير الذي شعر به نحو عشرة آلاف شخص في المناطق المعزولة والتجمعات الصغيرة. عانت كلكتا من خسارة تزيد عن مليار دولار بسبب ثوران بركان سانت هيلين عام 1980 - معظمها بسبب الرماد. ولو حدث ثوران بركاني في الولايات المتحدة الأمريكية اليوم، لكان الضرر أكبر بكثير بسبب زيادة السكان والنشاط الاقتصادي منذ الثمانينات في غرب الولايات المتحدة الأمريكية. أدى الاستخدام الواسع النطاق لأجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات والزيادة الحادة في عدد الرحلات الجوية، خاصة فوق شمال المحيط الأطلسي، إلى جعل المزيد من الناس والمزيد من الممتلكات عرضة لتأثير الرماد البركاني. إن معرفة خصائص الرماد البركاني والاستعداد له عندما تظهر علامات القلق على البركان يمكن أن تقلل من الأضرار الاقتصادية والعواقب الصحية للرماد.

ما هو الرماد البركاني؟

تسمى الجزيئات الخشنة من الصخور والمعادن والزجاج البركاني المصنوعة من الرمل والطمي والتي يبلغ قطرها 2 ملم أو أقل والتي يتم إخراجها من البراكين بالرماد البركاني. أصغر هذه الجسيمات يمكن أن يصل عرضه إلى 0.001 ملم). وعلى عكس النشارة الناتجة عن قطع الخشب أو أوراق الشجر أو الورق، فإن الرماد البركاني صلب ولا يذوب في الماء، وهو خشن ويسبب التآكل، كما أنه يعمل كموصل جيد للكهرباء عندما يكون مبللاً.

تحدث الانفجارات البركانية عندما تمتص الصخور المنصهرة (الصهارة) الغازات وتنطلق معًا من البركان إلى الهواء، وعندما تكون منطقة رطبة، تضاف المياه أيضًا إلى الاحتفال وتتحول إلى بخار. تتسبب القوى الهاربة في تمزق الصخور، وتنفجر الحمم البركانية في الهواء حيث تتصلب وتتبلور إلى جزيئات من الصخور البركانية والزجاج. تبلغ شدة الثوران درجة تجعل جزيئات الرماد والغاز تشكل عمودًا ضخمًا من الثوران، يصل ارتفاعه أحيانًا إلى أكثر من 10 كيلومترات. يتم قذف الشظايا والصخور التي يزيد حجمها عن 5 سنتيمترات وتسقط في المنطقة المجاورة مباشرة، على مسافة بضعة كيلومترات من موقع الثوران، ولكن الجسيمات الدقيقة تحملها الرياح في شكل مرئي على شكل سحابة ثوران. عندما تتحرك السحابة مع الريح القادمة من البركان، يسقط الرماد الأثقل وتتكون السحابة من طبقات رماد أرق. يمكن لسحابة الرماد أن تنتقل آلاف الكيلومترات، بل وتدور حول الأرض.

بعض عواقب الرماد البركاني

عندما يتراكم الرماد البركاني على المباني، فإن وزنه يمكن أن يتسبب في انهيار الأسطح، مما يؤدي إلى مقتل أو إصابة شاغليها. يمكن أن يصل وزن الطبقة الجافة من الرماد التي يبلغ سمكها 10 سم إلى 100 كيلوغرام لكل متر مربع، ويمكن أن يصل وزن الرماد الرطب إلى الضعف. تعتمد شدة الضرر على شكل السقف - تميل الأسطح المسطحة إلى الانهيار بشكل أسرع من الأسطح المائلة.

نظرًا لأن الرماد موصل للكهرباء، فقد يؤدي إلى قصر الدوائر وتعطيل المكونات الإلكترونية، وخاصة دوائر الجهد العالي والمحولات. ويعد انقطاع التيار الكهربائي أمرًا شائعًا في المناطق المتضررة من الرماد، ولذلك يوصى بتركيب أنظمة احتياطية كهربائية في المرافق الحساسة مثل المستشفيات.

وتبين أنه حتى الوسائط - بما في ذلك الخلية - قد تتعرض للضرر - عندما يؤثر الرماد بعدة طرق - بدءًا من قصر المعدات الطرفية وهوائيات الإرسال، كما يؤدي البرق الناتج عن تفريغ الجهد الكهربائي إلى إتلاف الراديو أيضًا. تنتشر الموجات أو تبتلعها الجسيمات الساخنة والمشحونة.

الأضرار التي لحقت بمحركات السيارات والطائرات

يمكن أن يتسبب الرماد البركاني في تعطل محركات الاحتراق الداخلي بسبب انسداد مرشحات الهواء مما يؤدي إلى تلف الأجزاء المتحركة من محركات وآلات المركبات، بما في ذلك المرحلات والتروس. قد تتوقف المحركات النفاثة عن العمل بعد التحليق عبر السحابة التي تحتوي على رماد خفيف. يمكن أن تصبح الطرق والطرق السريعة ومدارج المطارات خطيرة وغير صالحة للاستخدام بسبب ملمسها وإمكانية الرؤية القريبة من الصفر. إن قيادة السيارة بسرعة تزيد عن 8 كم/ساعة على الطرق في منطقة مغطاة بالرماد يعني وجود خطر حقيقي لحادث سيارة.

يمكن للرماد أيضًا أن يسد مرشحات تكييف الهواء لأجهزة الكمبيوتر بناءً على تدفق الهواء، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة أجهزة الكمبيوتر. كما قد تتأثر الزراعة بتساقط الرماد البركاني، ويختلف الضرر الذي يلحق بالحبوب حسب سماكة طبقة الرماد، ونوع النباتات وعمرها، وتوقيت سقوط الأمطار التي تلي ذلك. قد تعاني حيوانات المزرعة، وخاصة الحيوانات التي تتغذى على العشب، من أضرار صحية، بما في ذلك الجفاف والجوع والتسمم.

مثل أي تدفق للجسيمات من مصادر أخرى مثل الرياح التي تجلب الغبار من الصحراء (كما حدث لنا الأسبوع الماضي)، وحرائق الغابات وتلوث الهواء، فإن الرماد البركاني قد يسبب مشاكل صحية خاصة للأطفال وكبار السن والأشخاص الذين يعانون من أمراض القلب. أو أمراض الجهاز التنفسي مثل الربو والتهاب الشعب الهوائية المزمن وانتفاخ الرئة (انتفاخ الرئة). ولذلك يوصى بالاستماع إلى المتنبئين الذين ينقلون هذه المعلومات إلى الجمهور. علم الأرصاد الجوية يجعل من الممكن الحصول على توقعات قبل ساعات وحتى أيام من وصول السحابة وبالتالي يمكن للضحايا تقليل الأضرار. تراقب هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية باستمرار أكثر من 40 بركانًا نشطًا في الولايات المتحدة.