Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
MỤC ĐÍCH HỌC TẬP:
Có 50 đến 60 núi lửa phun (volcanoes erupt) mỗi năm trên toàn thế giới. Ở Mỹ có từ 2
đến 3 vụ phun (núi lửa) mỗi năm, chủ yếu là ở Alaska. Những vụ phun này thường xảy
ra ở những vùng dân cư thưa thớt của thế giới nhưng khi mà một trong số đó xảy ra ở
vùng dân cư đông đúc thì hậu quả sẽ rất thảm khốc. Trong 100 năm qua đã có khoảng
100.000 người chết bởi các vụ phun núi lửa trong đó chỉ trong thập niên 1980 đã có
285.00 người chết. Trong quá trình phát triển dân số, ngày càng nhiều người sống trên
những sườn của những núi lửa hoạt động và tiềm tàng. Do vậy, ở những nước đông dân
cư với nhiều núi lửa hoạt động như Nhật Bản, Philippin và Indonesia thì sẽ đặc biệt nguy
hiểm. Phía Tây của nước Mỹ, một phần Alaska, Hawaii và Tây Bắc Thái Bình Dương
đều có những núi lửa hoạt động và tiềm tàng, một vài trong số đó nằm ở gần thành phố
với dân cư lớn hơn 350.000 người.
Những ngọn núi lửa trong lịch sử và ảnh hưởng của nó
Tên núi lửa hoặc thành
phố
Ảnh hưởng
Vesuvius, Italy, 79 sau
công nguyên
Phá hủy Pompeii và giết chết 16000 người. Thành phố bị
vùi lấp bởi hoạt động của núi lửa và được phát hiện năm
1595.
Skaptar Jokull, Iceland,
1783
Làm chết 10000 người (nhiều người chết vì đói) và nhiều
vật nuôi trên đảo. Nó còn làm mất 1 số vụ mùa ở
Scotland.
Tombora, Indonesia,
1815
Sự lạnh đi toàn cầu, tạo ra “ năm không có mùa hè”.
tán
Núi lửa Unzen, Nhật
Bản, 1991
Dòng tro và những hoạt động khác của núi lửa làm chết
41 người, đốt cháy 125 ngôi nhà và hơn 10 ngàn người
phải sơ tán.
Nguồn: C. Ollier, Volcano (Cambridge, MA: MIT Press, 1969).
Mục tiêu học tập của chương này:
Làm quen với các loại núi lửa chính, các loại đá chúng sinh ra và sự sắp đặt kiến tạo
mảng của chúng.
Biết được ảnh hưởng chính của hoạt động núi lửa bao gồm: dòng lava, nham thạch,
dòng vụn/ dòng bùn.
Hiểu được các phương pháp nghiên cứu hoat đông của núi lửa để có thể đưa ra những
kết quả tốt hơn về việc dự đoán sự phun núi lửa gồm có hoạt động địa chấn, sự thay
đổi cách vẽ địa hình, sự thoát khí và lịch sử địa chất.
I/ NÚI LỬA ( VOLCANO ) :
1/ Định nghĩa:
Núi lửa là hoạt động giải phóng các dung nham trong lòng đất lên trên bề mặt vỏ đất
dưới áp lực của năng lượng tích lũy, thông qua kênh dẫn là đường nối buồng magma
với bề mặt vỏ đất. Như vậy đe một núi lửa hoạt động cần có các điều kiện sau đây:
+ Một tích tụ magma có năng lượng tích lũy lớn.
+ Một đường dẫn từ buồng magma đến bề mặt vỏ đất.
+ Vật liệu do núi lửa phóng thích có nhiệt độ rất lớn từ > 900
0
C- 1200
0
C, do vậy có
sức tàn phá rất lớn, thiêu hủy hầu như toàn bộ các công trình và vật liệu trong vùng
nó đi qua.
2/ Các sản phẩm phun trào của núi lửa:
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
Các chất lỏng: Các sản phẩm chất lỏng của núi lửa là lava (dung nham). Lava là
magma trào ra khỏi miệng núi lửa nhưng đã thoát mất nhiều chất khí hòa tan
trong khi phun ra ngoài mặt đất. Đối với núi lửa người ta phân ra làm hai loại
lava: acid và bazo (trung gian giữa hai loại này là lava trung tính). Lava acid
nguội chậm, quánh, khó chảy, nhiệt độ từ 700
0
đến 1000
0
C. Lava bazo lỏng, dễ
chảy, nguội nhanh, nhiệt độ từ 1100
0
đến 1200
0
C.
Các sản phẩm đặc: gồm các bom núi lửa, cuội núi lửa, cát và tro núi lửa. Đó là
các sản phẩm lava bị phun vào không khí rồi đặc lại và rơi xuống sườn núi lửa.
3/ Các loại núi lửa:
Mỗi loại núi lửa đều có những đặc điểm hoạt động riêng mà phần lớn là do độ nhớt
của magma . Độ nhớt magma (Magma viscosity) được xác định chủ yếu bởi thành
phần SiO
2
biến đổi từ 50 đến 70% và nhiệt độ của nó.
Về hình dạng: các núi lửa được chia thành 3 loại:
a. Núi lửa hình khiên (Shield volcanoes):
Núi lửa dạng
khiên có thể
được xem là
núi lửa lớn
nhất. Chúng
nóng và dòng chảy dễ dàng nhưng khi nó chảy xuống phía bên của núi lửa thì nguội
và trở nên dẻo hơn vì vậy nó cần độ dốc lớn hơn để có thể chảy xuống xa hơn. Tuy
nhiên, chảy xuống sườn không phải là quá trình duy nhất mà dòng lava di chuyển ra
khỏi miệng núi lửa. Magma có thể di chuyển nhiều kilomet lớp dưới các vòi lava.
Những vòi này thường rất gần với bề mặt, nhưng chúng bảo vệ magma, giữ cho
magma nóng và dễ cháy. Sau khi lava nguội và kết tinh, tạo thành đá,các vòi lava có
thể được để lại như là những hệ thống hang động dài và uốn khúc ngoằn ngoèo
Chúng tạo thành những ống dẫn nước ngầm tự nhiên và có thể gây ra những vấn đề
kiến trúc khi gặp phải chúng trong quá trình xây dựng.
b. Núi lửa kết tầng (Composite volcanoes):
Những ngọn núi lửa
kết tầng được biết đến
bởi dạng hình nón
đẹp. Điển hình là
những ngọn núi lửa ở
Mỹ như là núi
St.Helens và Rainier,
cả 2 đều nằm ở bang
Washington. Những
ngọn lửa kết tầng
được kết hợp bởi
magma có thành phần
silica trung bình
(khoảng 60%),
magma này có độ dẻo
cao hơn magma của
những núi lửa hình khiên. Loại đá thông dụng là andesite, được cấu tạo chủ yếu bởi
các feldspar giàu natricacbonat và vôi, những khoáng vật có tính sắt từ chứa một
lượng nhỏ thạch anh. Núi lửa kết tầng được đặc trưng bởi sự pha trộn của các hoạt
động gây nổ và các dòng chảy lava. Kết quả là, các núi lửa được tạo bởi sự sắp xếp
độ dốc địa hình cao. Kiểu hoạt động
này tạo thành các núi lửa hình khiên, phân bố rất rộng.
b. Núi lửa phun nổ:
Núi lửa có tích lũy năng lượng lớn, do
vậy hoạt động bùn phát mạnh liệt, phóng
thích vào môi trường các vật liệu ở trạng
thái rắn (tro, vật liệu vụn), dạng lỏng
(dung nham) và các khí. Đây là kiểu
phóng thích dung nham acid- có độ nhớt
thấp, trong thành phần có nhiều hơi nước
và chất bốc. Bán kính ảnh hưởng quy mô
bùng nổ - phu thuộc vào năng lượng tích
lũy, độ cao phóng thích vật liệu, thành phần vật liệu và điều kiện khí tượng.
c. Núi lửa hoạt động hỗn hợp:
Quá trình hoạt động có xen kẽ hoạt động phun nổ và phun trào liên quan đến việc tích
lũy năng lượng và sự biến động trong thành phần dung nham.
d. Núi lửa phun khí:
Thành phần dung nham rất acid, do vậy rất quánh đặc, dung nham được đùn lên lấp
kín miệng núi lửa và các khí đồng hành được giải phóng tạo thành các đám mây nóng
đỏ.
5
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
Về vị trí phát sinh núi lửa: núi lửa xuất hiện gắn liền với các đơn vị xung yếu kiến
tạo. từ cơ chế hình thành và phát triển các đơn vị kiến tạo, người ta phân biệt hai
nhóm núi lửa kiến tạo:
a. Núi lửa của trường suất căng dãn:
Những núi lửa của trường suất căng dãn liên quan đến nơi đi lên của hai dòng đối lưu,
hay nói cách khác đây là các núi lửa nằm ở đới tách giãn của hai mảng kiến tạo ví dụ
đai núi lửa Thái Bình Dương hoặc các các đai núi lửa ở các đới rift lục địa. Vật liệu
của núi lửa thuộc trường suất căng dãn thường có thành phần mafic do xuất phát từ
Nguyên nhân của hoạt động núi lửa là liên quan trực tiếp đến kiến tạo mảng. Việc
hiểu nguồn gốc kiến tạo của các loại núi lửa khác nhau giúp giải thích được sự khác
biệt về mặt hóa học của các loại đá.
6
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
Hơn 90%
núi lửa có
liên quan
đến các rìa
kiến tạo
mảng, hầu
hết phần
còn lại
được gây ra
bởi các
điểm nóng
(hot spot).
Và hơn
80%
magma núi
lửa Trái Đất
bị đẩy ra
ngoài tâm
kéo dài của đại dương. Các tâm kéo dài của đại dương này là nơi lí tưởng cho hoạt
động của núi lửa vì 3 lí do:
Ở đó có nhiệt độ cao, quyển mềm được đốt đến quá nóng.
Đá quyển mềm có một lượng nhỏ SiO
2
.
Các mảng đại dương phân kì và magma dâng lên lấp đầy các khe nứt. Đây là
điều này: thường thường đới hút chìm kéo dài cả 10 triệu năm và núi lửa hoạt động
trong cả thời gian ấy. Một núi lửa riêng rẽ có thể hoạt động hàng trăm, hàng ngàn,
thậm chí hàng triệu năm,mặc dù nó “ngủ” đến hàng thế kỉ giữa những trận phún
xuất. Để nhận biết trạng thái hoạt động của núi lửa ta dựa vào hình dạng của nó.
Hoạt động núi lửa ở những dãy giữa đại dương sinh ra đá basalt. Nơi mà có sự mở
rộng của hệ thống dãy này trên đất liền, như ở Iceland, núi lửa dạng khiên được hình
thành. Đá basalt, với hàm lượng silica tương đối thấp, tuôn ra trực tiếp từ quyển mềm
như magma, trộn lẫn rất ít với những khoáng vật khác trừ vỏ đại dương, được cấu
thành bởi basalt.
Sự hoạt động của núi lửa dạng khiên phía bên trên điểm nóng (hot spot) nằm ở dưới
tầng thạch quyển. Ví dụ, núi lửa Hawaii ở vị trí rất tốt nằm trong mảng Thái Bình
Dương hơn là gần ranh giới của một mảng. Hiện nay, mọi người tin rằng có một điểm
nóng ở dưới mảng Thái Bình Dương nơi mà magma được phát ra. Magma di chuyển
đi lên qua các mảng và sinh ra các núi lửa ở đáy biển và cuối cùng có thể trở thành
một hòn đảo. Bởi vì tại đảo Hawaii các mảng di chuyển dữ dội từ hướng Tây Bắc qua
các điểm nóng ổn định, một chuỗi các núi lửa chạy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam
được hình thành. Bây giờ, Hawaii gần điểm nóng và đã trải qua sự hoạt động và phát
triển của núi lửa. Các đảo ở Tây Bắc như Molokai và Oachu rõ ràng đã di chuyển ra
xa điểm nóng như các núi lửa ở những đảo này không còn hoạt động nữa.
Sự hoạt động của núi lửa hỗn hợp liên quan tới đá núi lửa andesitic và các đới suy
giảm. Đây là những núi lửa phổ biến được tìm thấy xung quanh vành đai Thái Bình
Dương. Ví dụ núi lửa ở vùng Cascade của Washington, Oregon và California có mối
liên hệ với đới suy giảm Cascadia (hình bên). Đá núi lửa andesitic được hình thành
tại đới suy giảm, nơi mà đưa magma lên trộn lẫn với cả vỏ đại dương và vỏ lục địa.
Bởi vì vỏ đại dương có chứa thành phần silicate cao hơn magma, hình thành nên đá
có hàm lượng silicate trung bình.
Sự hình thành nên những vụ vổ ở địa hình hõm chảo từ hoạt động phun trào, đây là
một vụ nổ cực kì lớn. Những sự phun trào cùng với sự có mặt của đá rhyolitic , đá
này được sản sinh khi magma di chuyển xuống và trộn lẫn với vỏ lục địa. Đá rhyolitic
chứa nhiều silicate hơn những loại đá núi lửa khác vì nó chứa một lượng lớn silicate
đó có các đá thành tạo trước
đã bị hất tung đi do lực nén
ép của khí bị giam hãm bên
trong núi lửa.
Miệng núi lửa bị hạ thấp do sự sụp đổ của cấu trúc núi lửa, hoặc do sự mất chỗ
dựa bên trong, hoặc do khoảng trống tạo thành vì magma thoát ra ngoài, hoặc do
magma hạ xuống vì mất khí, kết quả là tạo ra một khoảng trống ở bên trên. Kiểu
này quyết định sự thành tạo của các sụt trũng lớn – caldera.
Hõm chảo:
Vật liệu được đưa ra ngoài núi lửa dưới dạng dunh nham, hoặc dưới dạng tuf, nhiều
khi đạt tới nhiều kilomet khối. Sự thải khí ra ngoài một khối lượng vật chất lớn như
vậy dẫn dến sự thiếu hụt khối lượng bên trong gây sụp đổ của các phần phần bên
ngoài. Vì vậy, xung quanh núi lửa và lò magma của nó hình thành các đới nứt vỡ và
lún chìm có dạng gần hình tròn. Kết quả là hình thành gờ núi hình tròn bao quanh
một trung tâm hạ thấp có tên là hõm chảo (caldera).
9
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
Miệng phun núi lửa:
Miệng phun núi lửa được mở để các khoáng vật núi lửa (lava và vụn núi lửa) được
phun trên bề mặt trái đất. Miệng phun là những ống dẫn tròn ghồ ghề hoặc các vết
nứt kéo dài xuyên suốt chỗ magma được phun ra.
b. Suối nước nóng và mạch phun:
Suối nóng và mạch phun là những đặc trưng thủy học được tìm thấy ở một số khu
vực núi lửa. Nước ngầm hình thành và tiếp xúc với đá nóng trở nên nóng, và trong
một số trường hợp nước nóng chảy ra trên bề mặt như là suối nước nóng hoặc suối
nhiệt (thermal spring). Hiếm hơn, hệ thống nước ngầm dưới bề mặt liên quan tới
những kiểu hình lưu thông và đốt nóng tạo ra sự giải phóng có chu kì của hơi nước và
nước nóng trên bề mặt, một hiện tượng được gọi là mạch phun nước. Những lưu vực
và cánh đồng có mạch phun nổi tiếng thế giới được tìm thấy ở Iceland, New Zealand
và công viên quốc gia Yellowstone ở Wyoming.
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
Vành đai núi lửa Thái Bình Dương, bao gồm Thái Bình Dương, các đảo và bờ
biển nhìn ra Thái Bình Dương của lục địa Châu Mỹ và Châu Á.
Dải Địa Trung Hải chạy theo vĩ tuyến.
Dải Đại Tây Dương chạy thao phương kinh tuyến, dọc theo giữa đại dương
này chệch nhiều về phía đông hơn.
Dải Đông Phi chạy theo phương kinh tuyến từ Hồng Hải đến gần Mozambic.
Trong lịch sử người ta đã biết được 440 núi lửa hoạt động, trong đó trên 340 núi ở
Thái Bình Dương và khoảng 100 núi lửa ở Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương. Phần
lớn núi lửa tập trung trên các đới dọc theo rìa đại dương, ví dụ các núi lửa ven Thái
Bình Dương tạo thành “vòng lửa Thái Bình Dương”. Trên lục địa rất hiếm núi lửa
hoạt động, chỉ có ở Đông Phi có một dải hoạt động kiến tạo tích cực chạy theo hướng
Bắc – Nam, kéo dài từ Hồng Hải đến Mozambic, nhiều hệ thống đứt gãy và núi lửa
đang hoạt động trong phạm vi dải kiến tạo tích cực này.
Vành đai Thái Bình Dương là nơi có nhiều núi lửa nhất trên thế giới. Tại Viễn Đông
của Nga, trên các đảo Aleuti có chừng 40 núi lửa, trên bán đảo Kamshatka có khoảng
40 núi lửa, trong đó có 13 núi lửa đang hoạt động. Núi Kliusevski cao 4850 m là một
trong những núi lửa cao nhất thế giới, cứ khoảng 7 -8 năm lại phun một lần, từ núi
này thoát ra nhiều fumarol, nhiều suối nước nóng và nhiều vòi nước phun. Các ngọn
núi Kronot và Zhupanov là những núi lửa đã tắt. Trên quần đảo Kutil có trên 20 núi
lửa, trong đó có chừng một nửa đang hoạt động.
Trên các đảo Nhật Bản có trên 200 núi lửa, trong đó 40 núi lửa đang hoạt động, có
những núi lửa được nhiều người biết đến như Phú Sĩ, Bandaisan…Tại nam và tây
nam Thái Bình Dương có nhiều núi lửa trên quần đảo Philipin, quần đảo Indonesia
(Borneo, Clebe, Java). Trên đảo Java có hơn 100 núi lửa, trong đó có 20 núi lửa còn
đang hoạt động, 10 núi lửa ở vào giai đoạn phun khí lưu huỳnh, các núi lửa này cao
từ 2000 đến 3000m. Núi lửa Krakatau nằm giữa Sumtra và Java nổi tiếng với đợt
phun ngày 20/4/1883.
Trên đảo Tân Ghine có 5 núi lửa, trên địa phận Austrlia chỉ gặp núi lửa đã tắt ở miền
Victoria, ở Newzeland và Châu Nam Cực cũng có một số núi lửa. Vòng núi lửa Thái
Qua những điều trình bày trên về sự phân bố các núi lửa hiên nay trên thế giới chúng
ta thấy rõ, hơn 90% núi lửa đang hoạt động phân bố dọc theo rìa của các mảng thạch
quyển. Phần lớn các núi lửa tập trung vào các miền ven rìa đại dương, các miền đại
dương và biển.
Ở Việt Nam hoạt động núi lửa đã xảy ra rất mãnh liệt vào cuối Mesozoi với kiểu hoạt
động phun nổ, thành phần vật liệu trung tính đến acid. Trong Kainozoi núi lửa phun
trào đã phát triển rộng rãi ở Tây Nguyên và Nam Trung Bộ tạo thành lớp phủ bazan
13
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
dày, nay phong hóa thành đất đỏ bazan rất màu mỡ. Đầu thế kỉ 20 hoạt động núi lửa
chỉ còn thấy rải rác ở vùng ven biển Nam Trung Bộ.
Núi lửa ở Nam Trung Bộ có thể xuất hiện, đặc biệt là vùng Hòn Tro.Trở lại lịch sử,
ngày 15/2/1923, nhiều vùng thuộc cù lao Hòn (Phan Thiết) bị chấn động mạnh, nhà
cửa nghiêng ngả, người đứng không vững. Những chấn động này kéo dài một tuần
liền. Sau đó, khi đi ngang qua cù lao này, thủy thủ trên tàu Vacasamaru của Nhật phát
hiện một đám khói đen dựng đứng, kèm theo một cột hơi dày đặc bốc cao hơn 2.000
m cùng với những tiếng nổ mạnh phát ra từng đợt. Ngày 8/3 năm đó, cù lao Hòn
phun ra những chất màu xám đen, xám nhạt gồm hơi nước, bùn và đất. Trước mỗi đợt
phun, nhiều tiếng nổ phát ra như bom và hỗn hợp bùn đá bật lên sáng lóa. Ngày
15/3/1923, núi lửa đã ngừng phun nhưng hòn đảo còn nóng âm ỉ và đến ngày
20/3/1923, động đất xảy ra, núi lửa phun trở lại.
Trước đợt hoạt động của núi lửa Hòn Tro, ngày 8/2/1923, tàu của hải quân Hoàng gia
Anh khi đi qua vùng này còn phát hiện thêm một hòn đảo khác với chiều dài 30,5 m,
cao 0,3 m, cách Hòn Tro 3,7 km cũng đã phun lửa cao 12 m, xung quanh nước xoáy
rất mạnh. Ngoài đợt hoạt động vào năm 1923, tại khu vực Hòn Tro và một số vùng
xung quanh, hoạt động động đất và núi lửa đã xảy ra hai lần vào cuối thế kỷ thứ 19 và
sớm hơn nữa nên có nhiều khả năng núi lửa Hòn Tro có thể hoạt động trở lại.
II/ NHỮNG TAI BIẾN NÚI LỬA ( VOLCANIC HAZARDS ):
Những tai biến núi lửa bao gồm những ảnh hưởng sơ cấp (primary effects) của hoạt
động núi lửa là kết quả trực tiếp của sự phun trào và nhứng ảnh hưởng thứ cấp
Những phương pháp điều khiển:
Có một vài phương thức như đặt bom, làm lạnh nước và xây dựng vách được dùng để
làm chệch hướng của dòng lava ra khỏi khu dân cư cũng như những khu được ưu
tiên. Những phương thức này đã có những thành công lẫn thất bại. Chúng không thể
được mong đợi để ngăn chặn những dòng lớn và cần có những định giá xa hơn nữa.
Đặt bom dòng lava được thử nghiệm để ngừng sự phát triển của chúng. Nó chứng tỏ
hiệu quả cao nhất với những dòng lava khi lava lỏng bị giữ bởi một con kênh bằng
cách làm lava đông lại trên rìa của dòng chảy. Mục tiêu là làm ngăn chặn phần nào
con kênh bằng cách đó làm lava chất đống, lava thoát ra với lộ trình ít phá hủy hơn.
Thủ tục đã được thiết lập là đặt bom thành công ở những điểm càng lúc càng cao khi
cần thiết để khống chế hiểm họa.Việc đặt bom có một vài đóng góp cho những
nghiên cứu tương lai nhưng trong chừng mực kinh nghiệm của chúng ta dường như
nó cung cấp sự bảo vệ nhỏ trong phần lớn các trường hợp.
Những kết quả của việc đặt bom không thể dự đoán được và trong bất kì sự kiện nào
phương pháp này không thể được mong đợi để tác động đến những dòng lớn. Điều
kiện thời tiết xấu và sự dư thừa khói và sự rơi của tàn tro cũng có thể làm giảm hiệu
15
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
quả của việc đặt bom. Làm lạnh nước của dòng lava (làm mát dòng chảy bởi nước)
đôi khi đem lại thành công. Điển hình kiểm soát dòng lava ở Iceland.
2/ Tai biến do trầm tích vụn núi lửa (Pyroclastic hazard):
Hoạt động trầm tích vụn núi lửa mô tả hiện tượng núi lửa nổ trong đó bụi núi lửa
được phun ra một cách tự nhiên từ miệng núi lửa vào trong khí quyển. Có một vài
loại hoạt động do nham tầng núi lửa. Trong sự phun tro núi lửa hoặc mưa tro một
lượng khổng lồ của những mảnh vỡ đá, những mảnh vỡ thủy tinh tự nhiên và khí
thoát ra mạnh vào không khí bởi sự nổ từ núi lửa. Sự nổ bên là sự nổ của khí và tro từ
mặt bên của núi lửa. Những vật liệu được tống ra di chuyển xa khỏi núi lửa với tốc độ
khổng lồ, đôi khi đạt đến vận tốc âm thanh. Những dòng vụn núi lửa hay dòng tro là
một trong những phần gây chết người nhiều nhất của sự phun trào núi lửa. Chúng là
những dòng thác của dăm tích rất nóng-tro, đá, mảnh vụn thủy tinh núi lửa và khí-
Như một vụ nổ xảy ra năm 1911 trên một hòn đảo ở Lake Taal, ở Philipines, làm chết
16
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
1300 cư dân trên đảo và bờ hồ bằng một sự nổ kinh hoàng quét qua dòng nước. Một
sự kiện tương tự xảy ra cũng ở đó vào năm 1965, lần này là 200 sự sống. Sự phun
trào từ đáy thường kiên quan đến những núi lửa nhỏ với miệnh chén như ở Diamond
Head,Hawaii. Nhiều núi lửa tắt thuộc loại này có thể được tìm thấy ở thung lũng
Christmas Lake, nơi còn sót lại hồ cổ ở trung tâm phía Nam của Oregon và ở vùng
Tule Lake thuộc Bắc California.
3/ Khí độc (Poisonous gas):
Các loại khí khác
nhau bao gồm cả hơi
nước, carbon dioxide,
carbon monoxide,
sufur dioxide và hidro
sulfide được thoát ra từ
hoạt động núi lửa.
Nước và Carbon
dioxide chiếm hơn
90% tổng lượng khí
thoát ra. Các khí núi lửa
nguy hiểm hiếm khi
đến khu dân cư với
nồng độ độc. Tuy
nhiên, sufur dioxide có thể tác dụng trong khí quyển sinh ra mưa acid theo hướng gió
thổi cùng với sự phun trào. Cuối cùng, nồng độ độc của một số chất hóa học thoát ra
dưới dạng khí có thể được hấp thụ bởi tro núi lửa và rơi xuống mặt đất. Rốt cuộc là
tro độc kết hợp chặt chẽ trong đất và trong cây cối-nguồn thức ăn của con người và
vật nuôi. Flo là ví dụ được phun ra dưới dạng acid hydrofluoric có thể bị hấp thu bởi
tro núi lửa. Nó cũng có thể được đi vào trong nguồn nước.
dòng bùn, được biết đến với tên Gia-va là lahar. Lahar được sinh ra khi một thể tích
lớn tro lỏng núi lửa và vật phóng khác bắt đầu bão hòa và dễ chuyển động,di chuyển
thình lình xuống tầng dưới. Điểm khác biệt giữa dòng vụn và dòng bùn phụ thuộc vào
kích thước ưu thế hơn của phần tử. Ở dòng vụn,hơn 50% phần tử thô hơn cát (đường
kính 2mm).
a/ Lũ vụn (Debris flow):
Nghiên cứu đầy đủ ở một
vài núi lửa đề xuất rằng
ngay cả sự phun tương
đối nhỏ của vật liệu núi
lửa nóng có thể nhanh
chóng tan chảy thể tích
18
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
lớn của băng và tuyết. Lượng dồi dào nước tan chảy sinh ra lụt, có thể làm xói mòn
và kết hợp chặt chẽ với trầm tích như tro núi lửa và những vật liệu khác trên dốc núi
lửa,hình thành lũ vụn. Lũ vụn núi lửa là hỗn hợp di chuyển nhanh của trầm tích (gồm
những khối đá và nước) với sự chắc chắn của bê tông ẩm ướt. Dòng vụn có thể di
chuyển nhiều kilomet xuống thung lũng từ sườn núi lửa nơi chúng được sinh ra. Ví
dụ, đầu năm 1990 dòng tro vụn núi lửa từ núi lửa Redoubt ở Alaska nhanh chóng làm
tan chảy băng và tuyết trong khi di chuyển qua Drift Glacier. Lượng lớn nước và trầm
tích tạo ra một lũ vụn di chuyển nhanh xuống thung lũng,với sự tuôn trào có thể so
sánh với sông Mississippi vào giai đoạn lụt. May mắn thay, sự kiện này ở một khu
vực biệt lập nên không có thiệt hại về người.
b/ Lũ bùn (Mudflow):
Những lũ bùn khổng lồ
có nguồn gốc ở sườn
những núi lửa ở Tây Bắc
Thái Bình Dương. Hướng
đi của hai dòng bùn cổ
19
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
đến bởi mưa lớn làm tăng dần mực nước sông. Người sống ở những nơi dễ xảy ra lũ
nhìn chung có thời gian để thoát và khi lũ rút, nước và sự nguy hiểm về cơ bản không
còn. Tuy nhiên, những lũ bùn thảm khốc có thể xảy ra với ít hoặc chẳng có dấu hiệu,
thường bắt đầu khi núi lửa bị che bởi đám khói. Hơn nữa, mảnh vỡ đá, bùnv.v , có
thể dày vài mét-còn lại sau vụ việc.
Bởi vì dòng vụn và dòng bùn bị giữ ở thung lũng, tai biến khác có thể tăng lên khi
thung lũng bị ngăn nước để sản xuất điện năng. Mảnh vụn lớn hoặc dòng bùn có thể
lấp đầy một hồ tự nhiên, đẩy nước vào đập tràn và gây lũ xuôi dòng nghiêm trọng.
Mặt khác,hồ tự nhiên có thể là nhân tố an toàn cho tất cả trừ khi những dòng chảy
thật sự lớn. Mực nước trong hồ có thể kéo xuống trong suốt một sự kiện núi lửa
ngược dòng,và lưu vực chứa sau đập có thể được sử dụng để chứa đựng những dòng
chảy có thể. Đây không phải là chức năng được mong đợi của đập nhưng đó là cơ chế
an toàn may mắn.
2/ Sóng thần (Tsunami):
Mặc dù hiếm khi xảy ra nhưng các đợt phun trào núi lửa mạnh cũng có thể gây ra sự
xáo trộn các khối nước trong lòng đại dương và tạo ra ngay lập tức các đợt sóng thần
trong khu vực đó. Trong quá trình này, sóng thần có thể được tạo ra do sự di chuyển
đột ngột của nước khi núi lửa phun nổ, hoặc do trượt lở sườn núi lửa, hoặc magma
núi lửa đột ngột phun lên chiếm thể tích của nước biển, và cuối cùng hoặc do bể
magma bị sụt lún. Một trong những trận sóng thần lớn nhất được ghi lại vào ngày 26
tháng 08 năm 1883 sau vụ nổ lớn và sụt lún của núi lửa Krakatau ở Indonesia. Vụ nổ
đã tạo ra cơn sóng thần có độ cao đến hơn 40m, phá hủy nhiều thị trấn và ngôi làng
ven biển dọc theo eo biển Sunda của cả hòn đảo Java và Sumatra, khiến số người
thiệt mạng lên tới 36.417 người. Ngoài ra còn có các dẫn chứng cho rằng núi lửa ở
Santorin trong vùng biển Aegean phun nổ vào năm 1490 trước Công Nguyên cũng đã
nhấn chìm toàn bộ nền văn minh Minoan, Hy lạp.
3/ Trượt lở (Landslide):
Hoạt động phun nổ của núi lửa luôn tạo nên những chấn động mặt đất làm cho lở đất,
gồm nổ hơi nước và phun nổ của
rhyolite xảy ra mới chỉ cách đây 400-
500 năm tại miệng núi lửa Inyo.
Những vụ phun trào tiềm tàng trong tương lai ở khu vực vùng Long Valley có tầm từ
những sự kiện cực kì thảm khốc chưa chắc chắn xảy ra đến những phun trào nhỏ có
thể có. Các nhà địa chất ngày nay tin tưởng rằng magma có thể lên đến bề mặt.Vì
thế,việc kiểm tra sự nâng lên, độ nghiêng, địa chấn, và hoạt động co dãn được tiếp
tục. Hình bên chỉ ra đới mưa tro tiềm tàng và chịu tai biến dòng tro từ sự phun nổ có
thể xảy ra ở Long Valley và có thể tống ra khoảng 1km
3
vật chất. Cư dân ở Mammoth
Lakes và những cộng đồng lân cận thu nhận những cảnh báo một cách tỉ mỉ, ”chuẩn
bị cho tình huống xấu nhất (sẵn sàng sơ tán khi cần) và hi vọng cho điều tốt đẹp
nhất”, trong khi theo đuổi công việc kinh doanh bằng cách cung cấp dịch vụ giải trí
tham quan cuộc sống thành thị. Đưa ra sự mất mát về sự sống và tài sản một cách
thảm khốc có thể có từ một sự phun trào chính trong khu vực,và mối quan tâm lo
lắng tất nhiên là có cơ sở.
21
Địa chất môi trường VOLCANIC ACTIVITY E-10
b/ Krakatau, Inđonesia:
Ngày nay Krakatau là một nhóm của đảo ở Sunda strait giữa Sumatra và Java. Nó là
một phần cung quan trọng của núi lửa dựng trên mảng hút chìm Úc-Ấn. Krakatau là
một núi lửa hình nón lớn được hình thành bên ngòai đại dương và sau đó sụp đổ. Một
đường viền ngòai rộng hơn của nó vẫn còn dễ nhận biết.
Từ sự phá hủy nghiêm trọng của những đống đổ nát gần đây, hoạt động phun trào
magma đã dựng lên Krakatau trong suốt thế kỉ 17. Sau 2 thế kỉ im lặng, núi lửa hoạt
động trở lại vào ngày 20/5/1883. Đến tháng 8/1883, những trận phún xuất đã diễn ra
từ hàng tá lỗ thông. Vào 2 giờ tối ngày 26/8/1883, một trận phun rộng và ngắn những
tro bụi và đá bọt cao 28km như là một trong những chõm nón sụp đổ dưới biển, tạo
núi lửa này đều diễn ra dưới mực nước biển nên khó quan sát được. Một điển hình
cho trường hợp này là Iceland.
Iceland là một cao nguyên núi lửa xây dựng trên điểm nóng phun trào dung nham
basalt ở giữa trung tâm tách giãn Đại Tây Dương. Iceland có khoảng 13% bề mặt bao
phủ bởi băng hà và 1/3 bao gồm các núi lửa hoạt động.
a/ Phun trào khe nứt 1783:
Trong suốt mùa hè năm 1783, vụ phun trào dung nham lớn nhất trong lịch sử tuôn
trào phía trước gần Laki. Sau vụ động đất một tuần, vào sáng ngày 8/6/1783, một khe
nứt dài 25km mở rộng và dòng dung nham basalt phun ra trong 50 ngày. Sự kiện
Laki là phun trào khe nứt cỡ vài cm nơi magma điển hình chảy 5000m
3
/s. Khi phun
trào kết thúc, một vùng rộng 565 km
2
bị chôn vùi bên dưới 13m
3
dung nham basalt.
Lượng lớn tro và mảnh vụn bom khí nhiều hơn lên đến 0.3km
3
. Vụ phun trào kéo dài
50 ngày đã thải vào không khí một lượng lớn các chất khí , chúng nhiều đến nỗi bao
phủ Iceland và phần lớn phía Bắc châu Âu trong “sương mù khô”. Sương mù này
giàu SiO
2
và lượng lớn Flourine. Khí thoát ra chậm và lượng Flourine trong nó tăng,
đã giết chết 75%số ngựa và cừu ở Iceland và 50%gia súc. Kết quả làm cho người dân
sống đói kém và 20%dân số (khoảng 10,000 người) đã chết. Với những phương tiện
thông tin đại chúng và công nghệ thông tin phát triển như ngày nay cái chết này có
thể tránh được.
b/ Dòng dung nham 1973:
Với hình dạng mới và kích thước lớn hơn, ngày nay nó có ý nghĩa lớn hơn trước vụ
phun nổ năm 1973.
Khi việc phun nổ dừng lại, con người đặt các hệ thống ống để đổ nước vào trong khối
có bề dày 100 m của dung nham nguội chậm. Hệ thống ống trở lại được thiết kế để
mang nước tới thị trấn dùng để sưởi ấm, nó được đốt nóng tới 196
0
F. Phun trào núi
lửa đã không gây hại. Con người và núi lửa có thể tồn tại hài hoà với nhau với một
vài gián đoạn.
3/ Hoạt động của núi lửa tại các đới hút chìm:
25
Copyright: Tài liệu đại học ©