เถ้าภูเขาไฟ มันเริ่มต้นขึ้นในช่วงบ่ายอีกวันหนึ่งภายใต้เงาของภูเขาไฟ เต็มไปด้วยการค้าในชีวิตของผู้คนประจำวันทันใดนั้นทุกอย่างก็แย่ลง โลกสั่นสะเทือนและอากาศสั่นสะเทือนด้วยการระเบิดครั้งมหึมา ก่อนที่คุณจะรู้ตัวท้องฟ้าก็มืดลงและเถ้าภูเขาไฟหนาทึบเริ่มตกลงมาจากท้องฟ้า ปกคลุมทุกสิ่งด้วยฝุ่นสีเทาหนาทึบ ขี้เถ้าทั้งหมดอาจฟังดูเหมือนจะแย่มากกว่าอันตรายจริงๆ แต่ลองพิจารณาถึงพลังทำลายล้างที่แท้จริงของการไหลของไพโรคลาสติก เศษเถ้าและก๊าซ
รวมถึงหินจำนวนมากนี้สามารถเดินทางด้วยความเร็วใกล้ 125 ไมล์ต่อชั่วโมงประมาณ 200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และด้วยอุณหภูมิภายในที่ 752 ถึง 1,472 องศาฟาเรนไฮต์ นักโบราณคดีที่ศึกษาการปะทุของภูเขาไฟวิสุเวียสในปี ค.ศ.79 มักพบกะโหลกร้าวท่ามกลางศพของปอมเปอี ซึ่งเป็นสัญญาณของการสิ้นสุดที่รวดเร็วและโหดร้ายอย่างยิ่ง ความร้อนจากการไหลของไพโรคลาสติก ทำให้สมองของพวกเขาเดือด จนความดันทำให้หัวแตกเหมือนเปลือกไข่
การไหลของไพโรคลาสติก สามารถก่อให้เกิดการทำลายล้างอย่างใหญ่หลวง แต่จะเกิดขึ้นเฉพาะในการระเบิดของภูเขาไฟเท่านั้น ซึ่งตรงข้ามกับการปะทุที่ไม่ระเบิดที่คุณอาจพบในฮาวาย โชคดีที่คนส่วนใหญ่ไม่ต้องต่อสู้กับผลกระทบจากภูเขาไฟระเบิดที่ทำลายล้างอารยธรรม ด้วยความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีการทำงานของภูเขาไฟ เราจึงสามารถอ่านสัญญาณเตือนและหลีกเลี่ยงการสูญเสียชีวิตจำนวนมหาศาล ที่เกิดจากการปะทุของภูเขาไฟในศตวรรษที่ผ่านมาได้
อย่างไรก็ตาม การตกลงมาของเถ้าถ่านยังคงคุกคามพื้นที่กว้าง ลมสามารถพัดพาอนุภาคที่ตกลงมาเป็นระยะทางหลายพันไมล์ ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อพืชและสัตว์ไม่ว่าจะตกลงมาที่ใดก็ตาม หลังจากการปะทุของเมานต์เซนต์เฮเลนส์ ในวอชิงตันในปี 1980 เถ้าถ่านที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งในอเมริกาเหนือ ได้ตกลงมาไกลถึงมอนทานา แต่เถ้าภูเขาไฟก่อตัวอย่างไรและเกิดอะไรขึ้นหลังจากการปะทุ ในบทความนี้ เราจะไขข้อสงสัยเหล่านี้และเรียนรู้ว่าวัสดุนี้มาจากอะไร
การเกิดเถ้าภูเขาไฟ หากคุณเคยสังเกตแคมป์ไฟ คุณอาจสังเกตเห็นควันและเถ้าถ่านที่ลอยพวยพุ่งออกมาจากกองไฟ สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นผลจากการเผาไหม้ กระบวนการทางเคมีที่รวดเร็ว ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนและแสง ควันที่คุณเห็นพวยพุ่งออกมาจากภูเขาไฟที่กำลังปะทุ ในทางกลับกัน ส่วนใหญ่ประกอบด้วยอนุภาคแร่เล็กๆ ที่เกิดจากการระเบิดของก๊าซ การเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลกในเปลือกโลก ก่อให้เกิดการสะสมตัวของหินหลอมเหลวหรือหินหนืด
หินหนืดนี้มีก๊าซอัดความดันติดอยู่ หากความดันจำกัดของหินหนืดลดลง หรือความดันก๊าซภายในเพิ่มขึ้น เนื้อหาจะระเบิดทะลุพื้นผิว ภูเขาไฟก็เหมือนขวดโซดาที่พ่นออกมา เมื่อฟองแก๊สพุ่งออกจากขวดโซดาของคุณ ฟองแก๊สอย่างน้อยที่สุดก็พาโซดาไปด้วย ในกรณีของภูเขาไฟ ก๊าซที่ไหลออกมาจะนำพาแมกมาขึ้นไปในอากาศ ความรุนแรงของการระเบิดทำให้หินหนืดแตกตัวออกเป็นอนุภาคเล็กๆ เหมือนกับการจามที่ปล่อยความชื้นออกมาเป็นละอองเล็กๆ
จากนั้นหินหนืดชิ้นเล็กจิ๋วเหล่านี้จะแข็งตัวในอากาศกลายเป็นเถ้าภูเขาไฟ เราเรียกว่าลาวา แมกมาไหล เถ้าภูเขาไฟประกอบด้วยอนุภาคเล็กๆ ความขรุขระของหิน แร่ธาตุและแก้วภูเขาไฟ เศษเหล่านี้มีขนาดตั้งแต่ 0.00004 นิ้วประมาณ 0.001 มิลลิเมตรถึง 0.08 นิ้วประมาณ 2 มิลลิเมตร ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณเมล็ดข้าว ภูเขาไฟพ่นชิ้นส่วนขนาด ใหญ่กว่านี้ แต่นักวิทยาศาสตร์จำแนกพวกมันว่าเป็นถ่านบล็อกหรือระเบิด
ซึ่งเถ้าภูเขาไฟมีความแข็ง เนื่องจากอนุภาคแต่ละชิ้นมีรูปร่างขรุขระ จึงมีฤทธิ์กัดกร่อนเมื่อสัมผัส ส่วนประกอบของแร่ที่แน่นอนของเถ้านั้น ขึ้นอยู่กับแร่ธาตุที่มีอยู่ในหินหนืด เมื่อเถ้าภูเขาไฟลอยอยู่ในอากาศ ปัจจัยสามประการที่กำหนดว่าเถ้าภูเขาไฟจะเดินทางได้ไกลแค่ไหนก่อนที่จะตกลงสู่พื้นโลก ขนาดอนุภาค ยิ่งอนุภาคของเถ้าภูเขาไฟมีขนาดใหญ่เท่าใด เถ้าภูเขาไฟก็ยิ่งเข้าใกล้ภูเขาไฟมากขึ้นเท่านั้น ในทำนองเดียวกัน ยิ่งอนุภาคมีขนาดเล็กเท่าใดลมก็จะยิ่งพัดไปเท่านั้น
ความเร็วและทิศทางลม เมฆเถ้าลอยในอากาศจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดก็ได้ที่ลมพัดพาไป และลมจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าใดก็ได้ ลมที่แรงและต่อเนื่องจะพัดพาเถ้าภูเขาไฟออกไปเป็นเส้นตรง อย่างไรก็ตาม ลมประเภทพายุหมุนสามารถกระจายเถ้าภูเขาไฟไปได้หลายทิศทาง การปะทุของภูเขาไฟมีหลายประเภท และความรุนแรงจะขึ้นอยู่กับทั้ง 2 ปัจจัยข้างต้น ประเภทการปะทุจะกำหนดปริมาณเถ้า ขนาดของอนุภาคเถ้า ตลอดจนความสูงที่พวกมันเดินทางสู่ชั้นบรรยากาศ
การปะทุที่ทรงพลังโดยเฉพาะอย่างยิ่ง สามารถระเบิดอนุภาคขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศชั้นบนสุดของดาวเคราะห์ได้ เถ้าภูเขาไฟ บางส่วนนี้ฟุ้งกระจายไปในอากาศ รวมตัวกับอนุภาคฝุ่นอื่นๆ ในชั้นบรรยากาศเป็นนิวเคลียสควบแน่นซึ่งไอน้ำควบแน่นรอบๆ ก่อตัวเป็นเมฆ การปะทุที่รุนแรงบางครั้งสามารถเพิ่มเมฆเถ้าภูเขาไฟ ปกคลุมชั้นบรรยากาศมากพอที่จะทำให้อุณหภูมิโลกลดลงหลายองศา ในขณะที่อนุภาคกระจายไปทั่วโลกอย่างช้าๆ
ตัวอย่างเช่น การปะทุของภูเขาไฟกรากะตัว ในปี พ.ศ.2426 ทำให้อุณหภูมิโลกลดลง 2.2 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 1.2 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 1 ปี เถ้าที่ตกลงมาจากท้องฟ้า เมื่อเถ้าภูเขาไฟเคลื่อนตัวกลับสู่พื้นโลก ผลกระทบอาจไม่รุนแรงหรือรุนแรง ทุกอย่างขึ้นอยู่กับปริมาณเถ้าที่เกิดจากการปะทุ และระยะทางของคุณจากภูเขาไฟ ขี้เถ้าอาจปัดฝุ่นในพื้นที่เพียง 30 นาทีหรือตกลงมาเป็นเวลาหลายวัน
ซึ่งปกคลุมทุกสิ่งด้วยผงหนักหลายล้านตัน ประสบการณ์นี้อาจทำให้สับสน หวาดกลัวและถึงขั้นเสียชีวิตได้ ในปริมาณมากเถ้าภูเขาไฟก่อให้เกิดภัยคุกคามที่สำคัญต่อสิ่งแวดล้อม หากคุณต้องคลุมสนามหญ้าบางส่วนด้วยผ้าใบกันน้ำ ในที่สุดคุณก็จะฆ่าต้นไม้ที่อยู่ข้างใต้ ในทำนองเดียวกัน ชั้นเถ้าภูเขาไฟที่หนาอาจทำให้พืชขาดแสงแดด ออกซิเจนและปฏิสัมพันธ์ที่จำเป็นกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ สามารถฆ่าจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในดินได้
ด้วยต้นไม้ขนาดใหญ่ น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของเถ้าภูเขาไฟสามารถทำให้แขนขาหักได้ ในลักษณะเดียวกับที่พายุน้ำแข็งทำ นอกจากนี้ เถ้าภูเขาไฟมักมีสารเคมีที่เป็นพิษจากการปะทุ ระดับความเป็นกรดสูงในขี้เถ้า สามารถเปลี่ยนองค์ประกอบของดิน ทำให้พืชบางชนิดไม่สามารถอยู่รอดได้ ภาพไม่ได้ดีกว่าสำหรับสัตว์มากนัก เถ้าภูเขาไฟทำให้น้ำหนักลดลง ทำให้แมลงที่มีขนจับละอองเรณูบนร่างกายไม่สามารถเคลื่อนไหวได้
สัตว์ขนาดใหญ่จะไวต่อการระคายเคืองต่อผิวหนังและดวงตา หากอนุภาคเถ้ามีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 10 ไมครอนก็สามารถส่งผลต่อระบบหายใจได้เช่นกัน ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถหายใจเข้าไปได้ ซึ่งส่งผลให้เกิดปัญหาระบบทางเดินหายใจในระยะสั้นหลายประการ สารเคมีที่เป็นพิษในขี้เถ้า เช่น ฟลูออไรด์ มักเป็นภัยคุกคามต่อปศุสัตว์ ไม่เพียงแต่เคลือบตัวสัตว์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงแหล่งอาหารและน้ำของพวกมันด้วย
เถ้าภูเขาไฟจำนวนมหาศาลสร้างความเสียหายในทันที แต่ในระยะยาวเถ้าภูเขาไฟเหล่านี้สามารถเพิ่มคุณค่าให้กับดิน และก้นมหาสมุทรได้อย่างมาก กระบวนการนี้อาจใช้เวลาหลายสัปดาห์ หลายเดือนหรือแม้แต่หลายพันปี ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่แท้จริงของขี้เถ้า แต่ในที่สุดอนุภาคของหินหนืดที่ระเบิดแล้วเหล่านี้ได้เข้าสู่แหล่งที่อยู่อาศัยของเรา ทำให้พืชมีชีวิตด้วยคาร์บอนอินทรีย์และไนโตรเจนที่สำคัญ ดินภูเขาไฟยังอุ้มน้ำไว้มาก ทำให้พืชพรรณได้รับน้ำดีขึ้น
ขี้เถ้าและวัสดุไพโรคลาสติกอื่นๆ จำนวนมาก อาจก่อตัวเป็นหินแข็งในที่สุด ชั้นของขี้เถ้าร้อนมักจะหลอมรวมกันเป็นแผ่น ส่วนที่เหลือส่วนใหญ่ค่อยๆกลายเป็นส่วนหนึ่งของภูมิทัศน์ของเรา ดังนั้น ผลของการตกของเถ้าภูเขาไฟจึงอยู่รอบตัวเรา ในขณะเดียวกัน มนุษย์ผู้ประดิษฐ์ได้ค้นพบประโยชน์ของตนเองสำหรับขี้เถ้า โดยรวมเข้ากับเซรามิก วัสดุก่อสร้าง สารกัดกร่อนในอุตสาหกรรมและแม้แต่ยาสีฟัน
บทความที่น่าสนใจ : สัตว์เลี้ยง การป้องกันไม่ให้อุ้งเท้าสุนัขแห้งและแตกสามารถทำได้ง่ายๆ
