Частное учреждение образования
"БИП - институт правоведения"
Реферат
по дисциплине: "Охрана окружающей среды и энергосбережение"
ТЕМА: "Действие вулканической пыли на окружающую среду Республики Беларусь"
Выполнил:
Минск, 2010
Данная тема реферата является очень актуальной, так как мы знаем из новостей, что на юге Исландии проснулся вулкан, бездействовавший почти 200 лет. В начале марта в 200 километрах к востоку от Рейкьявика около ледника Эйяфьятлаёкюдль (Eyjafjallajökull) произошла череда небольших подземных толчков, которые разбудили вулкан. Ночью 20 марта началось извержение, которое привело к прекращению движения по ряду автодорог и перебоям в авиасообщении.
Эйяфьятлаёкюдль - пятый по величине ледник Исландии. Его вулкан, до извержения покрытый шапкой льда, имеет высоту 1666 метров и диаметр 4 километра. Сейчас ученые прогнозируют, что растопленный вулканом лед в дальнейшем приведет к сильным наводнениям.
Последнее извержение вулкана в этом районе произошло в 1821-1823 годах, а до того - в 1612 году.
Извержение вулкана в Исландии сказалось на всей Европе. Отголоски самого извержения до Беларуси не доходят.
Главная опасность для белорусов - пыль, которая вылетает из кратера, поднимается в небо и остается там на расстоянии от 6 до 10 км над землей. Пыль не стоит на месте, ее переносит ветер. Европейцам не повезло, ветер дул от Исландии не в сторону моря, а на континент. Пылевое облако накрыло часть Великобритании, Скандинавию, потом страны Балтики…
Опасность не в том, что над нами облако. Если бы оно просто проносилось мимо на расстоянии в 10 км от земли, белорусам можно было бы не волноваться. Но пыль не может находиться в атмосфере вечно.
Как правило, аэрозольные выбросы на расстоянии около 10 км, то есть в тропосфере, содержатся там порядка недели. Они будут вымываться атмосферными осадками и оседать под влиянием гравитации.
Действительно, это очень опасно. Эти продукты извержения распространяются в воздухе и очень вредны, потому что вулканогенные. Кроме того, газы, которые выбрасываются на таком атомарно-молекулярном уровне, преимущественно сернистые (диоксид серы, сероводород, сероуглерод). И они в атмосфере вступают в реакцию с капельками воды и превращается в серную кислоту. И эти, образованные уже в атмосфере новые химические сочетания, очень вредны. Кислотные дожди также связанные с этими выбросами. Особенно опасно находиться на открытой местности на улице, в населенном пункте во время выпада осадков.
Как же это все начиналось? Вулкан просыпался незаметно в течение последних десяти лет. И напоминал о себе подземными толчками. Последнее землетрясение, которое спровоцировал Эйяфьяллайекюль, произошло в конце мая 2008 года. Эпицентр землетрясения магнитудой 6,2 находился в 50 километрах от столицы Исландии - Рейкьявика. Таким образом, уже почти год назад вулкан вошел в активную фазу, взорвался 14 апреля, и не собирается засыпать вновь. Все сейсмографические данные говорят о том, что впереди нас ожидает большое количество извержений и очень крупных землетрясений.
Вулканы в Исландии просыпаются с периодичностью приблизительно 50-80 лет, - объясняет Торволдер Тордарсон, эксперт по исландским вулканам в университете Эдинбурга (Великобритания). - И повышение сейсмоактивности за последние 10 лет указывает на то, мы, скорее всего, вступили в активную фазу извержений. Поэтому во второй половине 20-го века и было так непривычно тихо.
В 1998 году вулканолог Гадрун Ларсен из университета Исландии в Рейкьявике и ее коллеги проанализировали данные исторических отчетов и образцы слоев лавы за последние 800 лет, и убедились, что вулканизм Исландии проходит циклы высокой и низкой активности.
Пики этих циклов, вероятно, непосредственно связаны с чередой землетрясений, которые ослабляют напряжение на тектонических разломах вблизи Исландии, вызванного рифтогенезом в Атлантическом океане. Рифтогенезом называют процесс горизонтального растяжения земной коры, приводящий к возникновению очень длинных впадин, ограниченных глубокими продольными разломами. В результате чего дно океана как будто раскалывается.
Ларсен и ее коллеги показали, что толщина ледника Ватнаёкуль в Исландии, под которым скрываются очень активные вулканы Гримсвотн и Бардарбунга, взрывалась от 6 до 11 раз каждые 40 лет во время цикла высокой активности, и всего три раза в 40 лет при низкой активности. В других регионах Исландия прослеживается такая же периодичность извержений. К слову сказать, огромное скопление магмы вулкана Гримсвотн извергалось в 2004 году, направив вверх клубы дыма из пепла и диоксида серы, которые были обнаружены далеко от места извержения, недалеко от Норвегии.
В цикле высокой активности извержения вулканов становятся не только более частыми, но и более интенсивными, - объясняет вулканолог Тордарсон. - Так, например, самые разрушительные извержения в Исландии, включая взрыв вулкана Лаки, были в 1783 году, когда лавы было выброшено несравненно больше, чем при извержении любого другого вулкана. Ею была покрыта площадь в 565 квадратных километров! Погибло более чем половина домашнего скота всей страны. Это в свою очередь привело к голоду, от которого умерло четверть народонаселения. Катастрофа произошла, когда земной раскол в Атлантике только начинался. И теперь, если мы вновь вступаем в более активную фазу, то такие большие извержения станут более вероятными.
Судя по недавней вулканической и сейсмической активности, Тордарсон и его коллеги считают, что Исландия входит в свою новую активную фазу, которая продлится в течение 60 лет или больше, а пик придется на годы между 2030 и 2040 годами.
Основными продуктами извержения являются лава, пепел, и др. вещества, которые выходят на поверхность земли после деятельности вулкана.
Химический состав вулканических газов: водяной пар, диоксид углерода (CO2), оксид углерода (CO), азот (N2), диоксид серы (SO2), оксид серы (SO), газообразная сера (S2), водород (H2), аммиак (NH3), хлористый водород (HCl), фтористый водород (HF), сероводород (H2S), метан (CH4), борная кислота (H3BO3), хлор (Cl), аргон (Ar), преобразованные H2O и СО2. Также присутствуют хлориды щелочных металлов и железа. Состав газов и их концентрация зависят от температуры и от типа земной коры, поэтому они могут меняться в пределах одного вулкана.
Вулканические газы, выделяемые вулканами любого типа, поднимаются в атмосферу и обычно не причиняют вреда, однако частично они могут возвращаться на поверхность земли в виде кислотных дождей.
Вулканы могут испускать значительное количество ядовитых газов даже в интервалах между извержениями.
Рассмотрим более подробно следующие вещества содержащие в вулканической пыли.
Двуокись серы.
Одним из самых вредных газов является двуокись серы, которая обладает едким запахом и даже при небольшой концентрации раздражает слизистые оболочки носа, горла и глаз. Двуокись серы может распространяться на значительное расстояние от ее источника. Газ реагирует с влажным воздухом, образуя крошечные капли серной кислоты. Эти капли настолько малы, что содержатся в воздухе в виде тонкой взвеси в течение неопределенно долгого времени. Аэрозоль серной кислоты может образовать вулканический смог, качество воздуха при этом часто опускается ниже стандартов. Растительность высыхает на корню, а дождевая вода становится кислотной, загрязняя питьевую воду.
Фтороводород и сероводород.
Несмотря на очевидный вред для здоровья, в мире еще не было доказанных случаев гибели людей из-за непосредственного воздействия двуокиси серы. То же самое относится к фтороводороду, другому распространенному вулканическому газу, который может абсорбироваться в частицы пепла и становиться причиной фторового отравления скота. Так, соединения фтора захватываются пепловыми частицами, а при выпадении последних на земную поверхность заражают пастбища и водоемы, вызывая тяжелые заболевания скота. Таким же образом могут быть загрязнены открытые источники водоснабжения населения.
Вулканогенный сероводород, газ с запахом тухлых яиц, был причиной гибели нескольких людей. Сероводород образуется там, где часть летучих серных паров избегает окисления и не превращается в двуокись серы. Он тяжелее воздуха и собирается в естественных углублениях, где представляет серьезную опасность
Углекислый газ.
Большая часть жертв вулканических газов приходится на долю углекислого газа. Как и сероводород, он тяжелее воздуха и при пассивной дегазации может накапливаться в опасной для жизни концентрации. В обычном воздухе содержится около 0,5% углекислого газа, а в воздухе, который мы выдыхаем, примерно в два раза больше. Однако если концентрация углекислого газа в воздухе, которым мы вынуждены дышать, достигает 7,5%, это приводит к сонливости и головной боли. Первый документально подтвержденный смертельный инцидент произошел в 1979 году в районе вулканического комплекса Дьенг на острове Ява (Индонезия). Здесь 149 человек, спасавшихся бегством от фреатического извержения, погибли в невидимом облаке углекислого газа, проплывавшем у них на пути. Считается, что газ вырвался из подземной ловушки из-за сейсмических толчков, связанных с извержением.
Жидкие вулканические продукты представляют собой лаву, вышедшую на поверхность.
Характер эффузивных извержений, форма и протяженность лавовых потоков определяется химическим составом, вязкостью, температурой, содержанием летучих веществ.
Твердые породы, образующиеся при остывании лавы, содержат в основном диоксид кремния, оксиды алюминия, железа, магния, кальция, натрия, калия, титана и воду. Обычно в лавах содержание каждого из этих компонентов превышает один процент, а многие другие элементы присутствуют в меньшем количестве.
Состав лавы вулкана Эйяфьятлайокудль:
Диоксид кремния (SiO2) - 46,99
Оксид алюминия (Al2O3) - 15, 91
Оксид железа (FeO) - 12,12
Оксид марганца (MnO) - 0,19