Śmierć z prędkością dźwięku. Chmura, która zabija
Nieobliczalne, niszczycielskie i niepowstrzymane – wulkany należą do najpotężniejszych sił przyrody. Ale tak naprawdę to nie tony wypływającej z nich lawy sprawiają, że erupcje pochłaniają tyle ofiar. Prawdziwe niebezpieczeństwo kryje się w chmurach małych cząsteczek popiołu...
Na ratunek pozostaje mniej więcej od 30 sekund do dziesięciu minut, w zależności od tego, jaka odległość dzieli nas od krateru. Dłużej nie przeżyjemy, jeżeli po eksplozji wulkanu znajdziemy się w zasięgu tak zwanej lawiny piroklastycznej, czyli chmury gazów i pyłu. Zjawiska, które zachodzą w momencie wybuchu, przypominają odkorkowywanie gigantycznej butelki wstrząśniętego i kipiącego szampana.
W chwili gdy nasz musujący trunek opuszcza "naczynie", następuje uwolnienie rozpuszczonych w nim gazów. Stopiony materiał skalny o temperaturze około 1300 stopni Celsjusza i ciężarze wielu ton wędruje ku powierzchni wąskim kominem.
Oswobodzone gazy powodują nieprawdopodobny wzrost ciśnienia i rozrywają półpłynną skalną masę na pył. Dotarłszy do powierzchni, ta gazowo-pyłowa mieszanka wręcz eksploduje. Każdy litr zawartej w niej wody w ułamku sekundy zamienia się w 1700 litrów pary wodnej. Mieszanina gazów i drobnych cząstek popiołów opada pod wpływem własnego ciężaru, a następnie spływa ze zbocza góry z prędkością osiągającą nawet 1000 kilometrów na godzinę - czyli dwa-trzy razy szybciej od huraganu.
W gorejącej chmurze, jak czasami określa się to zjawisko, panują temperatury dochodzące do 1000 stopni Celsjusza - to w zupełności wystarczy, aby człowiek wyparował, pozostawiając po sobie jedynie kości i zęby...
Jak tworzy się huragan z gorącego popiołu?
Eksplozja piroklastyczna (po grecku oznacza to tyle, co "rozproszony ogień") należy do najpotężniejszych zjawisk w przyrodzie. Podczas gdy najszybsza lawa osiąga prędkość "zaledwie" 60 kilometrów na godzinę i stosunkowo łatwo można przewidzieć, jaką drogę wybierze, naukowcy mieli już okazję obserwować chmury popiołów, które zbliżały się do prędkości dźwięku w momencie opuszczania komina.
Popioły wulkaniczne są zatem nie tylko szybsze i potężniejsze od trąby powietrznej, ale dysponują również znacznie bardziej niszczycielskim potencjałem. Gorejąca chmura nawet w odległości 40 kilometrów od krateru utrzymuje wysoką temperaturę. Jak to możliwe? Na powierzchni Ziemi (inaczej niż w jej wnętrzu) gazy wulkaniczne reagują z tlenem i w ten sposób zapobiegają wygaśnięciu żarzącego się piekła. Lawina, niczym miotacz ognia, przetacza się po wszystkim, co znajduje się na jej drodze.
Koszmar zwykle nie trwa dłużej niż kilka-kilkanaście minut, ale po tym czasie lasy, uprawy i osiedla ludzkie są zrównane z ziemią, a to, co z nich zostało, całkowicie pokrywa pył. Z reguły nawet najnowocześniejsze budynki nie są w stanie przetrwać tej nawałnicy gorących gazów i pyłów, przy czym tych drugich przypada nierzadko do 1,5 tony na metr sześcienny. Zimne podmuchy znad morza także nie są w stanie odebrać chmurze nic z jej niszczycielskiej mocy, ponieważ tego rodzaju przeszkody pokonuje ona, jakby sunęła na poduszce powietrznej. Mało tego: zbliżając się od strony wody, staje się dla człowieka jeszcze groźniejsza!
Fala przemieszcza się wtedy niemal bezgłośnie, ponieważ nie towarzyszą jej odgłosy procesu spalania ani eksplozji. Jeśli więc komuś się wydaje, że jest bezpieczny ze względu na odległość, jaka dzieli go od wulkanu, może być w grubym błędzie. Podczas mgły albo w nocy prawie niemożliwe jest usłyszeć "toczącą się" lawinę piroklastyczną..
Czy ciało może eksplodować pod wpływem wysokiej temperatury?
W powietrzu jest normalnie 78 procent azotu, 21 procent tlenu - i śladowe ilości innych substancji. Z tego składa się mieszanka gazów, na której pracują nasze płuca. Jednocześnie - aby mogły właściwie funkcjonować - potrzebna jest im temperatura między 24 a 45 stopniami Celsjusza.
Jeśli narząd choćby na krótki czas znajdzie się poza tym wąskim zakresem, to już po kilku sekundach grozi nam całkowita zapaść organizmu. A lawina piroklastyczna atakuje błyskawicznie... Przeżycie huraganu na wolnej przestrzeni graniczy z cudem. Lecz jeśli składa się on z rozżarzonych cząstek popiołu, jest po prostu niemożliwe. Drobiny unoszące się w powietrzu powodują, że w mgnieniu oka robi się ciemno jak w nocy. Wraz z każdym panicznie zaczerpniętym oddechem drobniutkie cząstki pyłu o ostrych krawędziach bezlitośnie tną tkankę płuc.
W ciągu kilku sekund temperatura wzrasta o setki stopni Celsjusza. Z gardła nie można wydobyć krzyku, ponieważ spaleniu ulegają struny głosowe. I wystarczy, że do płuc dostanie się gaz rozgrzany do 500 stopni Celsjusza, a organizm wręcz eksploduje wskutek parowania wody...
Czy wulkan może wyrzucić 170 000 bomb atomowych?
Zniszczenia spowodowane przez lawinę piroklastyczną są ogromne, a ich skutki długotrwałe: żar chmury popiołów pozbawia powietrze niezbędnego do życia tlenu i zastępuje go trującym dwutlenkiem siarki oraz siarkowodorem. W kontakcie z wodą substancje te działają jak kwas i zatruwają glebę. Na niej odkłada się nawet kilkumetrowa pokrywa pyłu i zabija całe życie.
Warstwa grubości zaledwie dwóch centymetrów wystarczy, aby zniszczyć plony w okolicy. Pierwsze oznaki nadchodzącej erupcji zwykle wydają się niegroźne. W 1812 roku indonezyjski wulkan Tambora budzi się po raz pierwszy od ponad 1000 lat. Nad szczytem, którego większość miejscowej ludności w ogóle nie podejrzewała o wznowienie aktywności, tworzą się chmury pyłu.
Trzy lata później, 5 kwietnia 1815 roku, niespodziewanie dochodzi do pierwszej eksplozji, podczas której popioły wyrzucone zostają aż na wysokość 44 kilometrów. A pięć dni później wybuch rozrywa 1500 metrów góry w obrębie jej szczytu. Huk erupcji brzmi jak wystrzał z pistoletu jeszcze w odległości 2600 kilometrów (tyle jest mniej więcej w linii prostej z Warszawy do Teheranu).
Siłę wybuchu można porównać z eksplozją 170 000 bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę - wyrwany zostaje krater o szerokości 7 kilometrów, sięgający na głębokość 700 metrów. Powstające lawiny piroklastyczne rozprzestrzeniają się we wszystkich kierunkach, a w promieniu 600 kilometrów na dwie doby zapada noc. Przez cały rok popioły zaciemniają niebo nawet w Europie i Ameryce, są przyczyną nieurodzajów oraz klęsk głodu. Ta najsilniejsza erupcja wulkanu ostatnich 20 000 lat zabija ponad 70 000 ludzi.
Dlaczego najniebezpieczniejszy jest śpiący wulkan?
Na świecie jest około 1500 aktywnych wulkanów. To, z jaką siłą mogą wybuchnąć, zależy przede wszystkim od składu stopu (magmy), a więc od miejsca, w którym powstaje. Decydująca w tym przypadku jest zawartość w nim krzemionki oraz gazów: im ich więcej, tym gęstsza jest stopiona masa. A im gęstsza magma, tym trudniej zawartym w niej gazom wydostać się na zewnątrz i tym bardziej wybuchowa jest ich mieszanka.
Jednocześnie barwa tych stopów, a w konsekwencji i popiołu, jest jasna. Wulkany o mniejszej zawartości krzemionki i gazów charakteryzują się płynnymi, widowiskowymi wylewami. Wulkan Mauna Loa oraz jego sąsiedzi na Hawajach należą do największych wulkanów na świecie i czasami przez dziesiątki lat bez przerwy emitują stopy. Czerwone, rozżarzone potoki zmieniają swoją barwę na czarną po wystygnięciu.
Charakter emisji wulkanu określany jest za pomocą Indeksu Eksplozywności Wulkanicznej. Dla Mauna Loa wynosi on 0 lub 1. Erupcja uśpionego przez kilkaset lat wulkanu Tambora, czyli wspomniany największy wybuch w udokumentowanych dziejach ludzkości, osiągnęła siódmy stopień w tej skali. A w przypadku wybuchu o sile 8, którego naukowcy dotychczas nie mieli jeszcze okazji oglądać, moc z wnętrza Ziemi byłaby co najmniej 10 razy większa.
Skutki takiego wydarzenia dla świata naukowcy określają jako "apokaliptyczne". Statystycznie rzecz biorąc, tego typu wybuch zdarza się raz na 10 000 lat. Do ostatniego tak potężnego zjawiska doszło około 26 500 lat temu w Nowej Zelandii. Erupcja o sile 8 jest więc "opóźniona" już o 16 500 lat...
