الرماد البركاني

يتدفق الرماد البركاني على شكل مروحة ممدودة أثناء انتشاره في الغلاف الجوي.
سحابة الرماد الناتجة عن ثوران بركان تشايتين في تشيلي عام 2008، والتي امتدت عبر باتاغونيا من المحيط الهادئ إلى المحيط الأطلسي
عمود من الرماد يتصاعد من بركان إيافيالايوكول في 17 أبريل 2010
تراكم الرماد البركاني على طائرة ماكدونيل دوغلاس دي سي-10-30 متوقفة خلال ثوران بركان جبل بيناتوبو عام 1991. وبينما يتصرف الرماد المتساقط بطريقة مشابهة للثلج ، إلا أن وزنه الهائل قد يُلحق أضرارًا جسيمة بالمباني والمركبات. في هذه الحالة، أدى تراكم الرماد البركاني إلى تغيير مركز ثقل الطائرة، ما جعلها تستقر على ذيلها.
تتصاعد سحابة كثيفة من الرماد الداكن من فوهة البركان.
عمود من الرماد البركاني من جبل كليفلاند ، وهو بركان طبقي في جزر ألوشيان

يتكون الرماد البركاني من شظايا صخرية وبلورات معدنية وزجاج بركاني ، وينتج أثناء الثورات البركانية ، ويبلغ قطره أقل من 2  مم (0.079 بوصة). [ 1 ] يُستخدم مصطلح الرماد البركاني أيضًا بشكل عام للإشارة إلى جميع نواتج الانفجار البركاني (المعروفة باسم التيفرا )، بما في ذلك الجزيئات الأكبر من 2 مم. يتشكل الرماد البركاني أثناء الثورات البركانية الانفجارية عندما تتمدد الغازات المذابة في الصهارة وتندفع بعنف إلى الغلاف الجوي. تعمل قوة الغازات على تفتيت الصهارة ودفعها إلى الغلاف الجوي حيث تتصلب إلى شظايا من الصخور البركانية والزجاج. كما ينتج الرماد أيضًا عندما تتلامس الصهارة مع الماء أثناء الثورات البركانية المائية ، مما يتسبب في تحول الماء إلى بخار بشكل انفجاري، ما يؤدي إلى تفتيت الصهارة. وبمجرد وصول الرماد إلى الهواء، تنقله الرياح لمسافات تصل إلى آلاف الكيلومترات.  

بسبب انتشاره الواسع، يمكن أن يكون للرماد عدد من الآثار على المجتمع بما في ذلك: مشاكل صحية للحيوانات والبشر، وتعطيل الطيران، وتعطيل البنية التحتية الحيوية (مثل أنظمة إمداد الطاقة الكهربائية، والاتصالات، وشبكات المياه والصرف الصحي، والنقل)، والصناعات الأولية (مثل الزراعة)، وإلحاق الضرر بالمباني والمنشآت الأخرى.

تشكيل

رماد بركاني عمره 454 مليون سنة محصور بين طبقات الحجر الجيري في سراديب قلعة بطرس الأكبر البحرية في إستونيا بالقرب من لاغري . هذا الرماد بقايا أحد أقدم الانفجارات البركانية الكبيرة المحفوظة. يبلغ قطر غطاء عدسة الكاميرا الأسود 58 ملم (2.3 بوصة) .  

يتشكل الرماد البركاني أثناء الانفجارات البركانية الانفجارية والانفجارات البركانية المائية ، [ 2 ] وقد يتشكل أيضًا أثناء النقل في تيارات الكثافة البركانية الفتاتية . [ 3 ]

تحدث الانفجارات البركانية عندما ينخفض ​​ضغط الصهارة أثناء صعودها، مما يسمح للمواد المتطايرة المذابة (وخاصة الماء وثاني أكسيد الكربون ) بالتحرر والتحول إلى فقاعات غازية. [ 4 ] ومع ازدياد عدد الفقاعات المتكونة، تتشكل رغوة تقلل من كثافة الصهارة، مما يسرعها صعودًا في القناة البركانية. يحدث التفتت عندما تشغل الفقاعات ما يقارب 70-80% من حجم الخليط البركاني. [ 5 ] عند حدوث التفتت، تمزق الفقاعات المتمددة بعنف الصهارة إلى شظايا تُقذف في الغلاف الجوي حيث تتصلب لتشكل جزيئات الرماد. يُعد التفتت عملية فعالة للغاية لتكوين الرماد، وهو قادر على توليد رماد ناعم جدًا حتى بدون إضافة الماء. [ 6 ]

يُنتج الرماد البركاني أيضًا خلال الانفجارات البركانية المائية . وخلال هذه الانفجارات، يحدث التفتت عندما تتلامس الصهارة مع المسطحات المائية (مثل البحار والبحيرات والمستنقعات) أو المياه الجوفية أو الثلج أو الجليد. وعندما تتلامس الصهارة، التي تفوق حرارتها درجة غليان الماء بكثير، مع الماء، تتشكل طبقة عازلة من البخار ( تأثير لايدنفروست ). [ 7 ] وفي النهاية، تنهار هذه الطبقة البخارية، مما يؤدي إلى اتصال مباشر بين الماء البارد والصهارة الساخنة. وهذا يزيد من انتقال الحرارة، مما يؤدي إلى التمدد السريع للماء وتفتت الصهارة إلى جزيئات صغيرة تُقذف لاحقًا من فوهة البركان. ويتسبب التفتت في زيادة مساحة التلامس بين الصهارة والماء، مما يخلق آلية تغذية راجعة، [ 7 ] تؤدي إلى مزيد من التفتت وإنتاج جزيئات الرماد الدقيقة.

يمكن أن تُنتج تيارات الكثافة البركانية الفتاتية جزيئات الرماد. وتنتج هذه الجزيئات عادةً عن انهيار قبة الحمم البركانية أو انهيار عمود الثوران . [ 8 ] وفي تيارات الكثافة البركانية الفتاتية، يحدث تآكل الجزيئات نتيجة اصطدامها العنيف، مما يؤدي إلى تقليل حجم الحبيبات وإنتاج جزيئات رماد دقيقة الحبيبات. إضافةً إلى ذلك، يمكن أن ينتج الرماد أثناء التفتت الثانوي لشظايا الخفاف، نتيجةً لاحتفاظ التدفق بالحرارة. [ 9 ] تُنتج هذه العمليات كميات كبيرة من الرماد دقيق الحبيبات للغاية، والذي يُزال من تيارات الكثافة البركانية الفتاتية في أعمدة رماد الإغنمبريت المشترك.

تُحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للرماد البركاني بشكل أساسي بنمط الثوران البركاني. [ 10 ] تُظهر البراكين مجموعة متنوعة من أنماط الثوران التي تتحكم فيها التركيبة الكيميائية للصهارة، ومحتوى البلورات، ودرجة الحرارة، والغازات المذابة في الصهارة المتفجرة، ويمكن تصنيفها باستخدام مؤشر الانفجار البركاني (VEI) . تُنتج الانفجارات الانسيابية (VEI 1) ذات التركيب البازلتي أقل من 10⁵ متر مكعب من المقذوفات، بينما يمكن للانفجارات شديدة الانفجار (VEI 5+) ذات التركيب الريوليتي والدايسيتي أن تقذف كميات كبيرة (>10⁹ متر مكعب ) من المقذوفات إلى الغلاف الجوي. [ 11 ]

ملكيات

الرماد البركاني الناتج عن ثوران جبل سانت هيلينز عام 1980

المواد الكيميائية

تعتمد أنواع المعادن الموجودة في الرماد البركاني على التركيب الكيميائي للصهارة التي انبعث منها. ونظرًا لأن أكثر العناصر وفرةً في الصهارة السيليكاتية هي السيليكون والأكسجين ، فإن أنواع الصهارة المختلفة (وبالتالي الرماد) الناتجة عن الثورات البركانية تُفسَّر عادةً من حيث محتواها من السيليكا. تُنتج ثورات البازلت منخفضة الطاقة رمادًا داكن اللون مميزًا يحتوي على ما يقارب 45-55% من السيليكا، وهو غنيٌّ عمومًا بالحديد والمغنيسيوم . أما ثورات الريوليت الأكثر انفجارًا فتُنتج رمادًا فلسيًا غنيًّا بالسيليكا (أكثر من 69%)، بينما تحتوي أنواع الرماد الأخرى ذات التركيب المتوسط ​​(مثل الأنديزيت أو الدايسايت ) على نسبة سيليكا تتراوح بين 55 و69%.

الغازات الرئيسية المنبعثة أثناء النشاط البركاني هي الماء ، وثاني أكسيد الكربون ، والهيدروجين ، وثاني أكسيد الكبريت ، وكبريتيد الهيدروجين ، وأول أكسيد الكربون ، وكلوريد الهيدروجين . [ 12 ] وتُزال غازات الكبريت والهالوجين والمعادن من الغلاف الجوي عن طريق عمليات التفاعل الكيميائي، والترسيب الجاف والرطب، والامتزاز على سطح الرماد البركاني .

من المعروف منذ زمن طويل أن مجموعة من مركبات الكبريتات والهاليدات (وخاصة الكلوريد والفلوريد ) تتحرر بسهولة من الرماد البركاني الطازج. [ 13 ] [ 14 ] ويُعتقد أن هذه الأملاح تتشكل على الأرجح نتيجةً للذوبان الحمضي السريع لجزيئات الرماد داخل أعمدة الدخان البركاني ، والذي يُعتقد أنه يُوفر الكاتيونات اللازمة لترسيب أملاح الكبريتات والهاليدات . [ 15 ]

على الرغم من الإبلاغ عن وجود حوالي 55 نوعًا أيونيًا في رشاحة الرماد الطازج ، [12] فإن أكثر الأنواع وفرة عادةً هي الكاتيونات Na⁺ و K⁺ وCa²⁺ وMg²⁺ والأنيونات Cl⁻ و F⁻ و SO₄²⁻ . [ 12 ] [ 14 ] تشير النسب المولية بين الأيونات الموجودة في الرشاحة إلى أن هذه العناصر في كثير من الحالات موجودة على شكل أملاح بسيطة مثل NaCl و CaSO₄ . [ 12 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] في تجربة ترشيح متسلسلة على الرماد الناتج عن ثوران بركان جبل سانت هيلينز عام 1980 ، وُجد أن أملاح الكلوريد هي الأكثر قابلية للذوبان، تليها أملاح الكبريتات [ 16 ]. مركبات الفلوريد عمومًا قليلة الذوبان (مثل CaF₂ و MgF₂ )، باستثناء أملاح الفلوريد للمعادن القلوية ومركبات مثل سداسي فلوروسيليكات الكالسيوم (CaSiF₆ ) [ 19 ] . يتفاوت الرقم الهيدروجيني لمرشحات الرماد الطازج بشكل كبير ، اعتمادًا على وجود مكثف غازي حمضي (بشكل أساسي نتيجة وجود غازات SO₂ و HCl و HF في عمود الدخان البركاني) على سطح الرماد.

تُعتبر البنية البلورية الصلبة للأملاح عازلةً أكثر منها موصلةً للكهرباء . [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] ومع ذلك، بمجرد ذوبان الأملاح في محلول بفعل مصدر رطوبة (مثل الضباب، أو الرذاذ، أو المطر الخفيف، إلخ)، قد يصبح الرماد البركاني مُسبباً للتآكل وموصلاً للكهرباء. وقد أظهرت دراسة حديثة أن الموصلية الكهربائية للرماد البركاني تزداد مع: (1) زيادة محتوى الرطوبة، (2) زيادة محتوى الأملاح الذائبة، و(3) زيادة الكثافة الظاهرية. [ 23 ] ولقدرة الرماد البركاني على توصيل التيار الكهربائي آثارٌ بالغة الأهمية على أنظمة إمداد الطاقة الكهربائية.

بدني

عناصر

صورة مقرّبة لجزيء صغير من الرماد البركاني، تُظهر ثقوبه الأنبوبية الصغيرة العديدة.
صورة مجهرية إلكترونية ماسحة لجزيء من الرماد البركاني من جبل سانت هيلينز

تتكون جزيئات الرماد البركاني المنطلقة أثناء الثورات البركانية من أجزاء مختلفة من الجزيئات الزجاجية (غير المتبلورة)، أو المتبلورة، أو الصخرية (غير البركانية). ينتج الرماد الناتج عن الثورات البركانية منخفضة اللزوجة (مثل ثورات بازلت هاواي وسترومبوليا ) مجموعة متنوعة من الفتات البركاني، وذلك تبعًا لنوع عملية الثوران. فعلى سبيل المثال، يتكون الرماد المتجمع من نوافير حمم هاواي من فتات السديروميلان (زجاج بازلتي بني فاتح) الذي يحتوي على بلورات دقيقة (بلورات صغيرة ناتجة عن التبريد السريع، لا ينبغي الخلط بينها وبين معدن الميكروليت النادر ) وبلورات كبيرة. أما ثورات البازلت الأكثر لزوجة (مثل سترومبوليا) فتُنتج مجموعة متنوعة من الفتات البركاني، بدءًا من قطرات السديروميلان غير المنتظمة وصولًا إلى التاكيليت الكتلي (فتات بركاني دقيق التبلور، أسود إلى بني داكن). في المقابل، يتكون معظم الرماد عالي السيليكا (مثل الريوليت) من منتجات مسحوقة من الخفاف (شظايا زجاجية)، وبلورات كبيرة فردية (جزء بلوري)، وبعض الشظايا الصخرية ( زينوليثات ). [ 24 ]

يتكون الرماد المتولد أثناء الانفجارات البركانية البخارية بشكل أساسي من شظايا صخرية ومعدنية متغيرة حرارياً مائياً، وعادةً ما تكون ضمن مصفوفة طينية. غالباً ما تكون أسطح الجسيمات مغطاة بتجمعات من بلورات الزيوليت أو الطين، ولا يتبقى سوى بقايا نسيجية لتحديد أنواع الفتات البركاني. [ 24 ]

علم التشكل

صورة مجهرية ضوئية لرماد بركاني ناتج عن ثوران بركان جبل سانت هيلينز عام 1980 في ولاية واشنطن.

يتحكم في شكل الرماد البركاني عدد كبير من العمليات المختلفة المتعلقة بالثوران والحركة. [ 24 ] [ 25 ] عادةً ما تُشكّل ثورات الصهارة منخفضة اللزوجة (مثل البازلت) جزيئات على شكل قطرات. ويتحكم في شكل هذه القطرات جزئيًا التوتر السطحي ، وتسارع القطرات بعد خروجها من الفوهة، واحتكاك الهواء. وتتراوح الأشكال من الكرات المثالية إلى مجموعة متنوعة من القطرات الملتوية والمستطيلة ذات الأسطح الملساء والسائلة. [ 25 ]

تعتمد مورفولوجيا الرماد الناتج عن ثورات الصهارة عالية اللزوجة (مثل الريوليت والدايسيت وبعض الأنديزيت) بشكل أساسي على شكل الحويصلات في الصهارة الصاعدة قبل تفككها. تتشكل الحويصلات نتيجة لتمدد الغازات الصهارية قبل تصلب الصهارة. يمكن أن تتفاوت جزيئات الرماد في درجة حويصليتها، وقد تتميز الجزيئات الحويصلية بنسبة مساحة سطح إلى حجم عالية للغاية. [ 24 ] أما التجاويف والأخاديد والأنابيب الملاحظة على أسطح الحبيبات فهي ناتجة عن تكسر جدران الحويصلات. [ 25 ] عادةً ما تكون جزيئات الرماد الزجاجي الناتجة عن ثورات الصهارة عالية اللزوجة شظايا خفافية حويصلية زاوية أو شظايا ذات جدران حويصلية رقيقة، بينما تكون الشظايا الصخرية في الرماد البركاني متساوية الأبعاد، أو زاوية إلى شبه مستديرة. يتم التحكم في الشكل الصخري في الرماد بشكل عام من خلال الخصائص الميكانيكية للصخور المحيطة التي تكسرت بفعل التقشر أو التمدد الانفجاري للغازات في الصهارة عندما تصل إلى السطح.

تتحكم الضغوط داخل الصهارة المبردة في شكل جزيئات الرماد الناتجة عن الانفجارات البركانية المائية، مما يؤدي إلى تفتت الزجاج وتكوين جزيئات رماد زجاجية صغيرة مكعبة أو هرمية الشكل. [ 24 ] يلعب شكل الحويصلات وكثافتها دورًا ثانويًا فقط في تحديد شكل الحبيبات في الانفجارات البركانية المائية. في هذا النوع من الانفجارات، تبرد الصهارة الصاعدة بسرعة عند ملامستها للمياه الجوفية أو السطحية. وتتسبب الضغوط داخل الصهارة "المبردة" في تفتتها إلى خمسة أنواع سائدة من أشكال الفتات البركاني: (1) مكعبة ومتساوية الأبعاد؛ (2) حويصلية وغير منتظمة ذات أسطح ملساء؛ (3) تشبه الطحالب وملتوية؛ (4) كروية أو تشبه القطرة؛ و(5) تشبه الصفيحة.

كثافة

تختلف كثافة الجسيمات الفردية باختلاف الانفجارات البركانية. تتراوح كثافة الرماد البركاني بين 700 و1200  كجم/م³ للخفاف ، و2350-2450  كجم/م³ لشظايا الزجاج، و2700-3300  كجم/ م³ للبلورات، و2600-3200  كجم/م³ للجسيمات الصخرية. [ 26 ] ونظرًا لترسب الجسيمات الخشنة والأكثر كثافة بالقرب من المصدر، فإن شظايا الزجاج والخفاف الدقيقة تكون أكثر وفرة نسبيًا في رواسب الرماد المتساقط في المواقع البعيدة. [ 27 ] وتجعل الكثافة العالية والصلابة (حوالي 5 على مقياس موس للصلابة ) بالإضافة إلى درجة الزاوية العالية، بعض أنواع الرماد البركاني (خاصةً تلك التي تحتوي على نسبة عالية من السيليكا) شديدة الكشط.

حجم الحبوب

توزيع أحجام حبيبات الرماد البركاني من أربعة ثورات بركانية

يتكون الرماد البركاني من جزيئات (فتات بركاني) بقطر أقل من 2 مم ( تُصنف  الجزيئات الأكبر من 2 مم على أنها لابيلي[ 1 ] وقد يصل حجمها إلى 1 ميكرومتر. [ 10 ] يختلف توزيع حجم حبيبات الرماد اختلافًا كبيرًا باختلاف تركيب الصهارة. وقد بُذلت محاولات قليلة لربط خصائص حجم حبيبات الرواسب بخصائص الحدث الذي أنتجها، على الرغم من إمكانية وضع بعض التنبؤات. تُنتج الصهارة الريوليتية عمومًا مواد ذات حبيبات أدق مقارنةً بالصهارة البازلتية، نظرًا للزوجة العالية وبالتالي القدرة الانفجارية. وتكون نسب الرماد الناعم أعلى في الانفجارات البركانية السيليسية، ربما لأن حجم الحويصلات في الصهارة قبل الانفجار أصغر من حجمها في الصهارة المافية. [ 1 ] هناك أدلة قوية على أن التدفقات البركانية الفتاتية تنتج نسبًا عالية من الرماد الناعم عن طريق التفتت، ومن المرجح أن هذه العملية تحدث أيضًا داخل قنوات البراكين، وستكون أكثر فعالية عندما يكون سطح تفتت الصهارة أسفل فوهة البركان بكثير. [ 1 ] 

التشتت

عمود من الرماد يتصاعد من جبل ريدوبت بعد ثورانه في 21 أبريل 1990

تندمج جزيئات الرماد في أعمدة الانفجار البركاني أثناء قذفها من الفوهة بسرعة عالية. وتدفع قوة الدفع الأولية الناتجة عن الانفجار العمود إلى الأعلى. ومع دخول الهواء إلى العمود، تقل كثافته ويبدأ بالارتفاع بفعل الطفو في الغلاف الجوي. [ 8 ] وعندما تتساوى كثافة العمود مع كثافة الغلاف الجوي المحيط، يتوقف العمود عن الارتفاع ويبدأ بالانتشار الجانبي. وتتحكم الرياح السائدة في الانتشار الجانبي، وقد يترسب الرماد على بعد مئات إلى آلاف الكيلومترات من البركان، وذلك تبعًا لارتفاع عمود الانفجار، وحجم جزيئات الرماد، والظروف المناخية (وخاصة اتجاه الرياح وقوتها والرطوبة). [ 28 ]

عمود من الرماد وتساقط الرماد في جبل باغان ، مايو 1994

يحدث تساقط الرماد مباشرةً بعد الثوران البركاني، ويتحكم فيه كثافة الجسيمات. في البداية، تتساقط الجسيمات الخشنة بالقرب من مصدر الثوران. يتبع ذلك تساقط حبيبات الرماد المتراكمة ، وهي ناتجة عن تكتل الجسيمات داخل عمود الرماد. [ 29 ] يقل تركيز تساقط الرماد خلال المراحل الأخيرة مع تحرك عمود الرماد باتجاه الريح. ينتج عن ذلك ترسب الرماد الذي يتناقص سمكه وحجم حبيباته بشكل أُسّي مع ازدياد المسافة من البركان. [ 30 ] قد تبقى جزيئات الرماد الدقيقة في الغلاف الجوي لأيام أو أسابيع، وتنتشر بفعل رياح الطبقات العليا من الغلاف الجوي. يمكن أن تؤثر هذه الجسيمات على قطاع الطيران (انظر قسم التأثيرات)، ويمكنها، بالاشتراك مع جزيئات الغاز، أن تؤثر على المناخ العالمي.

يمكن أن تتشكل أعمدة الرماد البركاني فوق تيارات الكثافة البركانية الفتاتية، وتُسمى هذه الأعمدة بأعمدة الرماد البركاني المصاحبة للتدفق البركاني. عندما تتحرك تيارات الكثافة البركانية الفتاتية بعيدًا عن البركان، تُزال الجزيئات الأصغر من التدفق بفعل عملية الطرد المركزي ، مُشكلةً منطقة أقل كثافة فوق التدفق الرئيسي. ثم تسحب هذه المنطقة الهواء المحيط، مُشكلةً عمودًا من الرماد البركاني المصاحب للتدفق البركاني. تميل هذه الأعمدة إلى احتواء تركيزات أعلى من جزيئات الرماد الدقيقة مقارنةً بأعمدة الانفجارات الصهارية، وذلك بسبب الاحتكاك داخل تيار الكثافة البركانية الفتاتية. [ 1 ]

التأثيرات

قالب لضحية من ضحايا ثوران بركان فيزوف عام 79 ميلادي، بومبي ، إيطاليا

أدى النمو السكاني إلى التوسع التدريجي للتنمية الحضرية في المناطق الأكثر خطورة، بالقرب من المراكز البركانية، مما زاد من تعرض الإنسان لأحداث تساقط الرماد البركاني. [ 31 ]

عادةً ما تكون الآثار الصحية المباشرة للرماد البركاني على الإنسان قصيرة الأجل وخفيفة بالنسبة للأشخاص الأصحاء، مع أن التعرض المطول له قد يُشكل خطرًا للإصابة بداء السيليكوز لدى العمال غير المحميين. [ 32 ] ويُثير القلق الأكبر تأثير الرماد البركاني على البنية التحتية الحيوية لدعم المجتمعات الحديثة، لا سيما في المناطق الحضرية، حيث تُؤدي الكثافة السكانية العالية إلى ارتفاع الطلب على الخدمات. [ 33 ] [ 31 ] وقد أوضحت عدة ثورات بركانية حديثة مدى هشاشة المناطق الحضرية التي لم تتلقَ سوى بضعة ملليمترات أو سنتيمترات من الرماد البركاني. [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] وكان هذا كافيًا لإحداث اضطراب في النقل، [ 39 ] والكهرباء ، [ 40 ] والمياه ، [ 41 ] [ 42 ] وشبكات الصرف الصحي ومياه الأمطار . [ 43 ] وقد تكبدت الشركات تكاليف باهظة نتيجة لتعطل الأعمال، واستبدال الأجزاء التالفة، والتعويض عن الخسائر المؤمن عليها. يمكن أن تتسبب آثار تساقط الرماد على البنية التحتية الحيوية في حدوث آثار جانبية متعددة، مما قد يؤدي إلى تعطيل العديد من القطاعات والخدمات المختلفة. [ 44 ]

يُعدّ تساقط الرماد البركاني مُدمّراً على المستويات المادية والاجتماعية والاقتصادية. [ 45 ] يُمكن أن يُؤثّر الرماد البركاني على المناطق القريبة من مصدره، وعلى مناطق تبعد عنه مئات الكيلومترات، [ 46 ] مُسبّباً اضطرابات وخسائر في قطاعات البنية التحتية المختلفة. وتعتمد هذه التأثيرات على: سُمك طبقة الرماد المتساقط؛ وحجم حبيباته وتركيبه الكيميائي؛ وما إذا كان رطباً أم جافاً؛ ومدة تساقطه؛ وأي تدابير مُتخذة للتأهب والإدارة والوقاية ( التخفيف ) للحدّ من آثاره. وتتأثر قطاعات البنية التحتية والمجتمع المختلفة بطرق مُتباينة ، وتكون عُرضةً لمجموعة من التأثيرات أو العواقب. وسيتمّ تناول هذه الجوانب في الأقسام التالية. [ 31 ]

صحة الإنسان والحيوان

من المعروف أن جزيئات الرماد التي يقل  قطرها عن 10 ميكرومتر والمعلقة في الهواء قابلة للاستنشاق، وقد عانى الأشخاص الذين تعرضوا لتساقط الرماد من ضيق في التنفس، وصعوبة في التنفس، وتهيج في العين والجلد، وأعراض في الأنف والحلق. [ 47 ] معظم هذه الآثار قصيرة الأجل ولا تُعتبر خطرًا صحيًا كبيرًا على الأشخاص الذين لا يعانون من أمراض تنفسية سابقة . [ 32 ] تعتمد الآثار الصحية للرماد البركاني على حجم الحبيبات، والتركيب المعدني، والطبقات الكيميائية على سطح جزيئات الرماد. [ 32 ] تشمل العوامل الإضافية المرتبطة بأعراض الجهاز التنفسي المحتملة: تكرار التعرض ومدته، وتركيز الرماد في الهواء، ونسبة الرماد القابل للاستنشاق؛ أي نسبة الرماد الذي يقل  قطره عن 10 ميكرومتر، والمعروف باسم PM10 . وقد يكون للسياق الاجتماعي دور مهم أيضًا.

من المحتمل حدوث آثار صحية مزمنة نتيجة تساقط الرماد البركاني، إذ يُعرف أن التعرض للسيليكا البلورية الحرة يُسبب داء السيليكوز . تشمل المعادن المرتبطة بهذا المرض الكوارتز والكريستوباليت والتريديميت ، والتي قد تتواجد جميعها في الرماد البركاني. تُوصف هذه المعادن بأنها سيليكا "حرة" لأن جزيء SiO₂ غير مرتبط بعنصر آخر لتكوين معدن جديد. مع ذلك، يُعتقد أن الصهارة التي تحتوي على أقل من 58% من SiO₂ من غير المرجح أن تحتوي على سيليكا بلورية . [ 32 ]

تُستخدم مستويات التعرض للسيليكا البلورية الحرة في الرماد بشكل شائع لتحديد مخاطر الإصابة بداء السيليكا في الدراسات المهنية (للعاملين في التعدين والبناء وغيرها من الصناعات)، نظرًا لتصنيفها كمادة مسرطنة للإنسان من قِبل الوكالة الدولية لأبحاث السرطان . وُضعت قيم إرشادية للتعرض، ولكن دون أساس منطقي واضح؛ فالإرشادات البريطانية للجسيمات العالقة في الهواء (PM10) هي 50  ميكروغرام/م³ ، وكذلك الإرشادات الأمريكية للتعرض للسيليكا البلورية . [ 32 ] ويُعتقد أنه يمكن تجاوز هذه الإرشادات لفترات قصيرة دون آثار صحية كبيرة على عامة السكان. [ 47 ] 

لم تُسجّل أي حالات موثقة للإصابة بداء السيليكا نتيجة التعرض للرماد البركاني. ومع ذلك، تفتقر الدراسات طويلة الأمد اللازمة لتقييم هذه الآثار. [ 32 ]

ابتلاع الرماد

بالنسبة لمصادر المياه السطحية كالبحيرات والخزانات، يكون الحجم المتاح لتخفيف تركيز الأيونات المتسربة من الرماد البركاني كبيرًا عمومًا. وتوجد المكونات الأكثر وفرة في رشح الرماد (الكالسيوم، والصوديوم، والمغنيسيوم، والبوتاسيوم، والكلور، والفلور، والكبريتات ) بشكل طبيعي بتراكيز عالية في معظم المياه السطحية ، ولذلك لا تتأثر بشكل كبير بتدفقات الرماد البركاني، كما أنها لا تشكل مصدر قلق كبير في مياه الشرب، باستثناء الفلور . أما عناصر الحديد والمنغنيز والألومنيوم ، فتزداد نسبتها عادةً عن المستويات الطبيعية بفعل الرماد البركاني. وقد تُضفي هذه العناصر طعمًا معدنيًا على الماء، وقد تُسبب تلون الأواني البيضاء باللون الأحمر أو البني أو الأسود، ولكنها لا تُعتبر خطرًا على الصحة. ومن غير المعروف أن تساقط الرماد البركاني قد تسبب في مشاكل في إمدادات المياه فيما يتعلق بالعناصر النزرة السامة كالزئبق والرصاص ، والتي توجد بمستويات منخفضة جدًا في رشح الرماد. [ 42 ]

قد يكون ابتلاع الرماد ضارًا بالماشية ، إذ يُسبب تآكل الأسنان، وفي حالات ارتفاع نسبة الفلور ، قد يُسبب تسممًا بالفلور (سام عند مستويات تزيد عن 100  ميكروغرام/غرام) للحيوانات الرعوية. [ 48 ] ومن المعروف من ثوران بركان لاكي في أيسلندا عام 1783 أن التسمم بالفلور حدث لدى البشر والماشية نتيجةً للتركيب الكيميائي للرماد والغاز، اللذين احتوا على مستويات عالية من فلوريد الهيدروجين . وفي أعقاب ثوران بركان جبل روابيهو في نيوزيلندا عامي 1995/1996، نفقت ألفا نعجة وحمل بعد إصابتها بالتسمم بالفلور أثناء رعيها في أرض لم يتجاوز  تساقط الرماد فيها 1-3 ملم. [ 48 ] تشمل أعراض التسمم بالفلور لدى الماشية المعرضة للرماد ظهور بقع بنية مصفرة إلى خضراء سوداء على الأسنان، وفرط حساسية للضغط في الأرجل والظهر. [ 49 ] وقد يُسبب ابتلاع الرماد أيضًا انسدادات معوية. [ 37 ] عانت الأغنام التي ابتلعت الرماد الناتج عن ثوران بركان جبل هدسون عام 1991 في تشيلي من الإسهال والضعف.

آثار أخرى على الماشية

قد يؤدي تراكم الرماد في صوف ظهر الأغنام إلى زيادة وزنها بشكل ملحوظ، مما يُسبب لها الإرهاق وعدم قدرتها على الوقوف. كما قد يُشكل هطول الأمطار عبئًا كبيرًا عليها، إذ يزيد من وزن الرماد. [ 50 ] وقد تتساقط قطع من الصوف، وقد يصبح الصوف المتبقي على الأغنام عديم القيمة، نظرًا لتأثير سوء التغذية المصاحب للثورات البركانية على جودة الألياف. [ 50 ] ومع تغطية المراعي والنباتات المعتادة بالرماد البركاني أثناء الثوران، قد تلجأ بعض الماشية إلى تناول أي شيء متاح، بما في ذلك النباتات السامة. [ 51 ] وهناك تقارير عن حالات إجهاض طبيعي للماعز والأغنام في تشيلي والأرجنتين نتيجة للثورات البركانية. [ 52 ]

بنية تحتية

كهرباء

وميض عازل كهربائي ناتج عن تلوث الرماد البركاني

يمكن أن يؤدي الرماد البركاني إلى تعطيل أنظمة إمداد الطاقة الكهربائية على جميع مستويات توليد الطاقة وتحويلها ونقلها وتوزيعها. وهناك أربعة آثار رئيسية ناجمة عن تلوث الأجهزة المستخدمة في عملية توصيل الطاقة بالرماد: [ 53 ]

  • يمكن أن تؤدي الرواسب الرطبة من الرماد على العوازل ذات الجهد العالي إلى بدء تيار تسرب (كمية صغيرة من تدفق التيار عبر سطح العازل) والذي، إذا تم الحصول على تيار كافٍ، يمكن أن يتسبب في حدوث "وميض" (التفريغ الكهربائي غير المقصود حول أو فوق سطح مادة عازلة).
إذا كان تيار قصر الدائرة الناتج مرتفعًا بما يكفي لفصل قاطع الدائرة ، فسيحدث انقطاع في الخدمة. يمكن أن يؤدي الوميض الناتج عن الرماد عبر عازل المحول (البطانات) إلى احتراق العازل أو تآكله أو تشققه بشكل لا يمكن إصلاحه، وقد يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي. [ 54 ]
  • يمكن للرماد البركاني أن يتسبب في تآكل وحفر وتجريف الأجهزة المعدنية، وخاصة الأجزاء المتحركة مثل توربينات المياه والرياح ومراوح التبريد في المحولات أو محطات الطاقة الحرارية. [ 55 ]
  • قد تتسبب الكثافة العالية لبعض رواسب الرماد البركاني في انقطاع خطوط الكهرباء وتلف الأبراج الفولاذية والأعمدة الخشبية نتيجة تراكم الرماد. ويزداد هذا الخطر عندما يكون الرماد و/أو الخطوط والمنشآت رطبة (مثلًا بسبب الأمطار) وعندما يتجاوز  تراكم الرماد 10 مم. ويلتصق الرماد الناعم (  قطره أقل من 0.5 مم) بالخطوط والمنشآت بسهولة أكبر. كما قد يُحمّل الرماد البركاني النباتات المتدلية، مما يؤدي إلى سقوطها على الخطوط. ويزيد تراكم الثلوج والجليد على الخطوط والنباتات المتدلية من خطر انقطاع أو انهيار الخطوط والمعدات الأخرى. [ 56 ]
  • انقطاعات مُتحكم بها لنقاط التوصيل الحساسة (مثل المحطات الفرعية ) أو الدوائر الكهربائية حتى انحسار تساقط الرماد أو لتنظيف المعدات بعد فصل التيار الكهربائي عنها. [ 57 ]

إمدادات مياه الشرب

توربين مائي من محطة أغويان الكهرومائية يتآكل بفعل المياه المحملة بالرماد البركاني

تتمتع الأنظمة التي تتغذى من المياه الجوفية بمرونة في مواجهة آثار تساقط الرماد البركاني، على الرغم من أن الرماد المتطاير قد يعيق عمل مضخات آبار المياه. كما أن انقطاع التيار الكهربائي الناتج عن تساقط الرماد قد يعطل عمل المضخات التي تعمل بالكهرباء في حال عدم وجود مولدات احتياطية. [ 58 ]

يمكن أن تؤثر الآثار المادية لتساقط الرماد على تشغيل محطات معالجة المياه. إذ يمكن أن يسد الرماد هياكل السحب، ويتسبب في تلف شديد لدوافع المضخات، ويؤدي إلى زيادة الأحمال على محركات المضخات. [ 58 ] كما يمكن أن يدخل الرماد إلى أنظمة الترشيح، مثل مرشحات الرمل المفتوحة، سواءً عن طريق التساقط المباشر أو عبر مياه السحب. في معظم الحالات، سيتطلب الأمر زيادة في أعمال الصيانة لإدارة آثار تساقط الرماد، ولكن لن تحدث انقطاعات في الخدمة. [ 59 ]

تُعدّ عملية التطهير الخطوة الأخيرة في معالجة مياه الشرب، وذلك لضمان خلوّها من الكائنات الدقيقة المُعدية. ونظرًا لأنّ الجسيمات العالقة (العكارة) تُوفّر بيئةً خصبةً لنموّ هذه الكائنات، وتحميها من عملية التطهير، فمن الأهمية بمكان أن تُحقّق عملية معالجة المياه مستوىً عالياً من إزالة هذه الجسيمات. وقد يلزم زيادة نسبة الكلورة لضمان التطهير الكافي. [ 60 ]

تعتمد العديد من الأسر، وبعض المجتمعات الصغيرة، على مياه الأمطار كمصدر لمياه الشرب. وتُعدّ أنظمة التغذية من الأسطح عرضةً للتلوث الناتج عن تساقط الرماد البركاني، نظرًا لكبر مساحة سطحها مقارنةً بحجم خزان التخزين. في هذه الحالات، قد يُشكّل تسرب الملوثات الكيميائية من الرماد البركاني خطرًا على الصحة، ولا يُنصح بشرب المياه. قبل تساقط الرماد، يجب فصل أنابيب التصريف لحماية المياه في الخزان. ومن المشاكل الأخرى أن الطبقة السطحية من الرماد البركاني الطازج قد تكون حمضية. وعلى عكس معظم المياه السطحية، تتميز مياه الأمطار عمومًا بانخفاض قلوية (قدرة معادلة الحموضة)، وبالتالي قد يُؤدي تساقط الرماد إلى زيادة حموضة مياه الخزان. وقد يُؤدي ذلك إلى مشاكل في ذوبان الرصاص ، حيث تُصبح المياه أكثر تفاعلًا مع المواد التي تلامسها. وقد تُشكّل هذه مشكلةً خاصةً في حال استخدام مسامير ذات رؤوس رصاصية أو صفائح رصاصية على السطح، وكذلك في أنابيب النحاس وغيرها من تجهيزات السباكة المعدنية. [ 61 ]

خلال تساقط الرماد البركاني، يزداد الطلب على موارد المياه بشكل كبير لأغراض التنظيف، مما قد يؤدي إلى نقصها. ويؤثر هذا النقص سلبًا على الخدمات الأساسية كإطفاء الحرائق، وقد يتسبب في انقطاع المياه اللازمة للنظافة والصرف الصحي والشرب. لذا، يتعين على السلطات البلدية مراقبة هذا الطلب على المياه وإدارته بعناية، وقد تحتاج إلى توجيه الجمهور لاستخدام أساليب تنظيف لا تعتمد على المياه (مثل التنظيف بالمكانس بدلًا من الخراطيم). [ 62 ]

معالجة مياه الصرف الصحي

قد تتعرض شبكات الصرف الصحي لأضرار مماثلة لتلك التي تلحق بشبكات إمداد المياه. ومن الصعب للغاية منع دخول الرماد إلى نظام الصرف الصحي. وتُعدّ الأنظمة التي تجمع بين خطوط تصريف مياه الأمطار والصرف الصحي الأكثر عرضةً للخطر. سيدخل الرماد إلى خطوط الصرف الصحي عند وجود تدفق أو تسرب لمياه الأمطار عبر وصلات غير قانونية (مثل أنابيب تصريف مياه الأمطار من الأسطح)، أو وصلات عرضية، أو حول أغطية فتحات التفتيش، أو من خلال الثقوب والشقوق في أنابيب الصرف الصحي. [ 63 ] [ 43 ]

من المرجح أن تتسبب مياه الصرف الصحي المحملة بالرماد، والتي تدخل محطة المعالجة، في تعطل معدات الفرز الميكانيكي الأولي، مثل الغرابيل المتدرجة أو الغرابيل الدوارة. وسيؤدي الرماد الذي يتغلغل أكثر في النظام إلى ترسبه وتقليل قدرة المفاعلات البيولوجية، فضلاً عن زيادة حجم الحمأة وتغيير تركيبها. [ 43 ]

الطائرات

تتمثل الأضرار الرئيسية التي تلحق بالطائرات عند دخولها سحابة من الرماد البركاني في تآكل الأسطح الأمامية، مثل الزجاج الأمامي والحواف الأمامية للأجنحة، وتراكم الرماد في فتحات الأسطح، بما في ذلك المحركات. [ 64 ] يؤدي تآكل الزجاج الأمامي وأضواء الهبوط إلى انخفاض مستوى الرؤية، مما يجبر الطيارين على الاعتماد على أجهزة القياس. ومع ذلك، قد تعطي بعض الأجهزة قراءات غير دقيقة، حيث يمكن أن تنسد المستشعرات (مثل أنابيب بيتوت ) بالرماد. يتسبب دخول الرماد إلى المحركات في تلف شفرات مروحة الضاغط نتيجة التآكل. يؤدي الرماد إلى تآكل الشفرات الحادة في الضاغط، مما يقلل من كفاءته. ينصهر الرماد في غرفة الاحتراق مكونًا زجاجًا منصهرًا. ثم يتصلب الرماد على شفرات التوربين، مما يعيق تدفق الهواء ويتسبب في توقف المحرك. [ 65 ]

يتكون معظم الرماد البركاني من مواد تجعل درجة انصهاره ضمن نطاق درجة حرارة تشغيل محركات الطائرات النفاثة  الكبيرة الحديثة (أكثر من 1000 درجة مئوية) . [ 66 ] وتعتمد درجة التأثير على تركيز الرماد في عمود الدخان، ومدة بقاء الطائرة داخله، والإجراءات التي يتخذها الطيارون. ومن الأمور الخطيرة أن انصهار الرماد، وخاصة الزجاج البركاني، قد يؤدي إلى تراكم الرماد المتصلب على ريش توجيه فوهات التوربينات، مما يتسبب في توقف الضاغط وفقدان قوة دفع المحرك بالكامل. [ 67 ] الإجراء القياسي لنظام التحكم في المحرك عند اكتشاف احتمال توقفه هو زيادة الطاقة، الأمر الذي من شأنه أن يزيد المشكلة سوءًا. لذا يُنصح الطيارون بتقليل طاقة المحرك والخروج بسرعة من سحابة الرماد عن طريق القيام بدوران هبوطي بزاوية 180 درجة. [ 67 ] كما يمكن للغازات البركانية الموجودة داخل سحب الرماد أن تُلحق الضرر بالمحركات والزجاج الأمامي المصنوع من الأكريليك، ويمكن أن تبقى في طبقة الستراتوسفير على شكل رذاذ غير مرئي تقريبًا لفترات طويلة. [ 68 ]

حدوث

هناك العديد من حالات تضرر الطائرات النفاثة نتيجة اصطدامها بالرماد البركاني. ففي 24 يونيو 1982، حلّقت رحلة الخطوط الجوية البريطانية رقم 9 عبر سحابة الرماد البركاني المتصاعدة من بركان جبل غالونغونغ في إندونيسيا، مما أدى إلى تعطل محركاتها الأربعة. وهبطت الطائرة مسافة 7300 متر (24000 قدم) خلال 16 دقيقة قبل أن تُعاود المحركات العمل، مما مكّنها من الهبوط اضطرارياً. وفي 15 ديسمبر 1989، فقدت رحلة الخطوط الجوية الملكية الهولندية رقم 867 الطاقة أيضاً عن محركاتها الأربعة بعد دخولها سحابة الرماد البركاني المتصاعدة من جبل ريدوبت في ألاسكا . وبعد هبوطها مسافة 4500 متر (14700 قدم) خلال أربع دقائق، تم تشغيل المحركات قبل دقيقة أو دقيقتين فقط من الاصطدام. وبلغت قيمة الأضرار الإجمالية 80 مليون دولار أمريكي  ، واستغرقت عملية إصلاح الطائرة ثلاثة أشهر. [ 66 ] في التسعينيات،  تكبدت الطائرات التجارية أضرارًا إضافية بقيمة 100 مليون دولار أمريكي (بعضها في الجو، والبعض الآخر على الأرض) نتيجة لثوران بركان جبل بيناتوبو في الفلبين عام 1991. [ 66 ]

في أبريل/نيسان 2010، تأثر المجال الجوي في جميع أنحاء أوروبا ، حيث أُلغيت العديد من الرحلات الجوية -وهو أمر غير مسبوق- بسبب وجود الرماد البركاني في طبقات الجو العليا نتيجة ثوران بركان إيافيالايوكول في أيسلندا . [ 69 ] وفي 15 أبريل/نيسان 2010، أوقفت القوات الجوية الفنلندية رحلات التدريب بعد اكتشاف أضرار ناجمة عن دخول الغبار البركاني إلى محركات إحدى طائراتها المقاتلة من طراز بوينغ إف-18 هورنت . [ 70 ] وفي يونيو/حزيران 2011، شهدت تشيلي والأرجنتين والبرازيل وأستراليا ونيوزيلندا إغلاقات مماثلة للمجال الجوي، عقب ثوران بركان بويويه-كوردون كاويل في تشيلي. [ 71 ]

كشف
تغطية مراكز دعم شؤون المحاربين القدامى التسعة حول العالم
جهاز تجنب الاصطدام مثبت على جسم طائرة اختبار من طراز إيرباص A340

يصعب رصد سحب الرماد البركاني من الطائرات لعدم وجود أجهزة في قمرة القيادة لرصدها. مع ذلك، طوّر الدكتور فريد براتا [ 72 ] مؤخرًا نظامًا جديدًا يُسمى كاشف الأشعة تحت الحمراء المحمول جوًا للأجسام البركانية (AVOID) [73] أثناء عمله في منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) في أستراليا [ 74 ] والمعهد النرويجي لأبحاث الهواء ، والذي يُمكّن الطيارين من رصد أعمدة الرماد على بُعد يصل إلى 60  كيلومترًا (37  ميلًا) والتحليق حولها بأمان. [ 74 ] يستخدم النظام كاميرتين تعملان بالأشعة تحت الحمراء، سريعتي أخذ العينات، مثبتتين على سطح أمامي، ومُصممتين خصيصًا لرصد الرماد البركاني. يستطيع هذا النظام رصد تركيزات الرماد من أقل من 1  ملغم/م³ إلى أكثر من 50  ملغم/م³ ، مما يُتيح للطيارين إنذارًا مُبكرًا لمدة تتراوح بين 7 و10 دقائق تقريبًا. [ 74 ] تم اختبار الكاميرا [ 75 ] [ 76 ] من قبل شركة الطيران إيزي جيت ، [ 77 ] وشركة إيرباص وشركة نيكارنيكا للطيران (التي شارك في تأسيسها الدكتور فريد براتا). وأظهرت النتائج أن النظام قادر على العمل لمسافات تصل إلى 60  كيلومترًا وارتفاع يصل إلى 10000  قدم [ 78 ] ، ولكن ليس على ارتفاعات أعلى من ذلك دون إجراء تعديلات جوهرية.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الصور الأرضية والفضائية، والرادار ، والليدار لرصد سحب الرماد البركاني. تُنقل هذه المعلومات بين وكالات الأرصاد الجوية، ومراصد البراكين، وشركات الطيران عبر مراكز استشارية خاصة بالرماد البركاني (VAAC) . يوجد مركز استشاري واحد لكل منطقة من مناطق العالم التسع. بإمكان هذه المراكز إصدار تقارير استشارية تصف النطاق الحالي والمستقبلي لسحابة الرماد. [ 79 ]

أنظمة المطارات

لا يؤثر الرماد البركاني على عمليات الطيران فحسب، بل قد يؤثر أيضًا على العمليات الأرضية في المطارات. إذ يمكن أن تؤدي تراكمات صغيرة من الرماد إلى تقليل الرؤية، وجعل مدارج الطائرات وممرات التاكسي زلقة، والتسرب إلى أنظمة الاتصالات والكهرباء، وتعطيل الخدمات الأرضية، وإلحاق الضرر بالمباني والطائرات المتوقفة. [ 80 ] ويتطلب تراكم الرماد لأكثر من بضعة ملليمترات إزالته قبل أن تتمكن المطارات من استئناف عملياتها بالكامل. ولا يختفي الرماد (على عكس تساقط الثلوج)، ويجب التخلص منه بطريقة تمنع إعادة تحريكه بفعل الرياح والطائرات. [ 81 ]

النقل البري

قد يُعطّل الرماد أنظمة النقل على مساحات واسعة لساعات أو أيام، بما في ذلك الطرق والمركبات والسكك الحديدية والموانئ والشحن. يُقلّل الرماد المتساقط من مستوى الرؤية، مما يجعل القيادة صعبة وخطيرة. [ 26 ] إضافةً إلى ذلك، تُثير السيارات المسرعة الرماد، مُولّدةً سحباً كثيفة تُفاقم مخاطر انعدام الرؤية. تُقلّل تراكمات الرماد من قوة الجر، خاصةً عندما تكون رطبة، وتُغطي علامات الطريق. [ 26 ] يُمكن للرماد الناعم أن يتسرّب إلى فتحات السيارات ويُؤدّي إلى تآكل معظم الأسطح، خاصةً بين الأجزاء المتحركة. تُصبح فلاتر الهواء والزيت مسدودة، مما يستدعي استبدالها بشكل متكرر. يُعدّ النقل بالسكك الحديدية أقل عرضةً للتأثر، حيث تحدث الاضطرابات بشكل رئيسي بسبب انخفاض مستوى الرؤية. [ 26 ]

يمكن أن يتأثر النقل البحري أيضًا بالرماد البركاني. إذ يؤدي تساقط الرماد إلى انسداد مرشحات الهواء والزيت، وتآكل أي أجزاء متحركة في حال دخوله إلى المحركات. كما تتأثر الملاحة بانخفاض مستوى الرؤية أثناء تساقط الرماد. ويطفو الرماد المتكوّن من فقاعات ( الخفاف والخبث البركاني ) على سطح الماء على شكل "طوافات من الخفاف"، مما قد يؤدي إلى انسداد مداخل المياه بسرعة، وبالتالي ارتفاع درجة حرارة الآلات. [ 26 ]

الاتصالات

يمكن أن تتأثر شبكات الاتصالات والبث بالرماد البركاني بالطرق التالية: ضعف الإشارة وانخفاض قوتها، وتلف المعدات، وزيادة الضغط على الشبكة نتيجةً لزيادة الطلب من المستخدمين. لا توجد دراسات موثقة بشكل كافٍ حول ضعف الإشارة الناتج عن الرماد البركاني؛ ومع ذلك، وردت تقارير عن انقطاع الاتصالات عقب ثوران بركان سورتسي عام 1969 وثوران بركان جبل بيناتوبو عام 1991. وقد خلصت دراسة أجرتها مجموعة أوكلاند الهندسية لشبكات الاتصالات، ومقرها نيوزيلندا، نظريًا إلى أن تأثيرات الرماد على إشارات الاتصالات ستقتصر على الخدمات منخفضة التردد ، مثل الاتصالات عبر الأقمار الصناعية . [ 37 ] كما قد يتسبب البرق في تداخل الإشارات، نظرًا لكثرة حدوثه داخل أعمدة الدخان البركاني. [ 82 ]

قد تتعرض معدات الاتصالات للتلف نتيجة تساقط الرماد مباشرةً. تتطلب معظم المعدات الحديثة تبريدًا مستمرًا بواسطة وحدات تكييف الهواء ، والتي تكون عرضة للانسداد بالرماد، مما يقلل من كفاءة التبريد. [ 83 ] قد يؤدي تساقط الرماد بكثافة إلى انهيار خطوط الاتصالات، والصواري، والكابلات، والهوائيات، وأطباق الهوائيات، والأبراج بسبب تراكم الرماد. كما قد يتسبب الرماد الرطب في تسريع تآكل المكونات المعدنية. [ 37 ]

تشير التقارير الواردة من الانفجارات البركانية الأخيرة إلى أن أكبر خلل في شبكات الاتصالات هو التحميل الزائد الناتج عن ارتفاع طلب المستخدمين. [ 26 ] وهذا أمر شائع في العديد من الكوارث الطبيعية. [ 84 ]

أجهزة الكمبيوتر

قد تتأثر أجهزة الكمبيوتر بالرماد البركاني، حيث تقل وظائفها وسهولة استخدامها أثناء تساقط الرماد، ولكن من غير المرجح أن تتعطل تمامًا. [ 85 ] المكونات الأكثر عرضة للتلف هي المكونات الميكانيكية، مثل مراوح التبريد ، ومحركات الأقراص المدمجة ، ولوحة المفاتيح ، والفأرة ، ولوحات اللمس . قد تتراكم جزيئات الرماد الدقيقة على هذه المكونات مما يؤدي إلى توقفها عن العمل؛ ومع ذلك، يمكن استعادة معظمها إلى العمل عن طريق التنظيف بالهواء المضغوط. قد يتسبب الرماد الرطب في حدوث دوائر كهربائية قصيرة داخل أجهزة الكمبيوتر المكتبية؛ ولكنه لن يؤثر على أجهزة الكمبيوتر المحمولة. [ 85 ]

المباني والمنشآت

تتراوح الأضرار التي تلحق بالمباني والمنشآت بين انهيار كامل أو جزئي للأسقف وأضرار أقل خطورة في المواد الخارجية والداخلية. وتعتمد هذه الأضرار على سُمك طبقة الرماد، سواء كانت رطبة أم جافة، وتصميم السقف والمبنى، وكمية الرماد المتسربة إلى داخل المبنى. يختلف الوزن النوعي للرماد اختلافًا كبيرًا، وقد يزيد المطر هذا الوزن بنسبة تتراوح بين 50 و100%. [ 10 ] تتشابه المشاكل المرتبطة بتراكم الرماد مع تلك المرتبطة بالثلوج؛ إلا أن الرماد أشد خطورة للأسباب التالية: 1) يكون الحمل الناتج عن الرماد أكبر بكثير، 2) لا يذوب الرماد، 3) يمكن أن يسد الرماد المزاريب ويتلفها، خاصة بعد هطول الأمطار. وتعتمد آثار تراكم الرماد على تصميم المبنى وبنائه، بما في ذلك ميل السقف، ومواد البناء، وامتداد السقف ونظام الدعم، وعمر المبنى وصيانته. [ 10 ] عمومًا، تكون الأسقف المسطحة أكثر عرضة للتلف والانهيار من الأسقف شديدة الانحدار. تُعدّ الأسطح المصنوعة من مواد ملساء (كالصفائح المعدنية أو الزجاج) أكثر عرضةً لتساقط الرماد من الأسطح المصنوعة من مواد خشنة (كالقش أو الأسفلت أو القرميد الخشبي). وقد يؤدي انهيار الأسطح إلى إصابات ووفيات واسعة النطاق، فضلاً عن أضرار مادية جسيمة. فعلى سبيل المثال، تسبب انهيار الأسطح نتيجة الرماد البركاني خلال ثوران بركان جبل بيناتوبو في 15 يونيو 1991 في مقتل نحو 300 شخص. [ 86 ]

البيئة والزراعة

يمكن أن يكون للرماد البركاني تأثير ضار على البيئة، يصعب التنبؤ به نظرًا لتنوع الظروف البيئية في منطقة تساقط الرماد. وقد تتأثر المجاري المائية الطبيعية بنفس طريقة تأثر شبكات إمداد المياه في المدن. يزيد الرماد من عكارة المياه، مما يقلل من كمية الضوء الواصلة إلى الأعماق، وبالتالي يعيق نمو النباتات المائية المغمورة، ويؤثر على الكائنات الحية التي تعتمد عليها ، كالأسماك والمحار . [ 87 ] كما تؤثر العكارة العالية على قدرة خياشيم الأسماك على امتصاص الأكسجين المذاب . [ 88 ] ويحدث تحمض أيضًا، مما يقلل من درجة حموضة الماء ويؤثر على الحيوانات والنباتات في البيئة. ويحدث تلوث بالفلورايد إذا احتوى الرماد على تركيزات عالية منه. [ 89 ]

سيؤثر تراكم الرماد أيضًا على المراعي والنباتات والأشجار التي تُعد جزءًا من قطاعي البستنة والزراعة . قد يؤدي تساقط الرماد الخفيف (أقل من 20  مم) إلى عزوف الماشية عن الرعي، كما قد يُعيق عملية النتح والتمثيل الضوئي ويُغير من نموها. قد يحدث زيادة في إنتاجية المراعي نتيجة لتأثير التغطية والتسميد الطفيف، كما حدث عقب ثوران بركان سانت هيلينز عام 1980 وبركان روابيهو عامي 1995/1996. [ 90 ] [ 91 ] أما التساقط الكثيف للرماد فسيؤدي إلى دفن المراعي والتربة بالكامل، مما يُسبب موت المراعي وعقم التربة نتيجة نقص الأكسجين. يعتمد بقاء النباتات على سُمك الرماد، وتركيبه الكيميائي، ودرجة انضغاطه، وكمية الأمطار، ومدة الدفن، وطول سيقان النباتات وقت تساقط الرماد. [ 10 ]

أشجار متساقطة الأوراق على ويندي ريدج، جبل سانت هيلينز ، بعد 22 عامًا من ثوران عام 1980

تُعدّ الغابات الفتية (الأشجار التي يقل عمرها عن سنتين) الأكثر عرضةً لخطر تساقط الرماد البركاني، ومن المرجح أن تُدمّر بفعل ترسبات الرماد التي تزيد عن 100  ملم. [ 92 ] من غير المرجح أن يتسبب تساقط الرماد في موت الأشجار الناضجة، ولكن قد يؤدي تراكم الرماد إلى كسر الأغصان الكبيرة خلال تساقط الرماد الكثيف (أكثر من 500  ملم). وقد يحدث تساقط للأوراق أيضًا، خاصةً إذا كان الرماد المتساقط يحتوي على مكونات خشنة. [ 10 ]

قد يكون من الممكن إعادة تأهيل الأرض بعد تساقط الرماد البركاني، وذلك بحسب سُمك طبقة الرماد. وقد تشمل معالجة إعادة التأهيل ما يلي: البذر المباشر للطبقة المتراكمة؛ خلط الطبقة المتراكمة بالتربة المدفونة؛ كشط طبقة الرماد من سطح الأرض؛ ووضع طبقة جديدة من التربة السطحية فوق طبقة الرماد. [ 37 ]

الترابط

الترابط بين تأثيرات تساقط الرماد البركاني الناتج عن ثوران بركان إيافيالايوكول عام 2010

تُعدّ البنية التحتية الحيوية وخدماتها أساسية لعمل المجتمع الحديث، إذ تُوفّر الرعاية الطبية، والأمن، وخدمات الطوارئ ، وشبكات الخدمات الأساسية كالمياه والصرف الصحي والطاقة والنقل. وغالبًا ما تعتمد المرافق الحيوية نفسها على هذه الشبكات لضمان استمرار عملها، مما يجعلها عرضةً للتأثيرات المباشرة الناجمة عن الكوارث، فضلًا عن التأثيرات غير المباشرة الناتجة عن انقطاع هذه الشبكات. [ 93 ]

قد تكون التأثيرات على البنية التحتية الحيوية مترابطة . وتعتمد هشاشة كل بنية تحتية حيوية على: نوع الخطر، والكثافة المكانية لوصلاتها الحيوية، والاعتماد على الوصلات الحيوية، وقابلية التلف وسرعة استعادة الخدمة، وحالة الإصلاح أو العمر، والخصائص المؤسسية أو الملكية. [ 33 ]

أبرز ثوران بركان إيافيالايوكول في أيسلندا عام 2010 آثار تساقط الرماد البركاني على المجتمع الحديث، ومدى اعتمادنا على استمرارية عمل خدمات البنية التحتية. خلال هذا الحدث، تكبد قطاع الطيران خسائر فادحة نتيجة انقطاع الأعمال، تراوحت بين 1.5 و2.5  مليار يورو، جراء إغلاق المجال الجوي الأوروبي لمدة ستة أيام في أبريل/نيسان 2010، وما تلاه من إغلاقات في مايو/أيار من العام نفسه. [ 94 ] ومن المعروف أيضاً أن تساقط الرماد البركاني تسبب في خسائر محلية في المحاصيل الزراعية، وخسائر في قطاع السياحة، وتدمير الطرق والجسور في أيسلندا (بالإضافة إلى مياه ذوبان الأنهار الجليدية)، فضلاً عن التكاليف المرتبطة بالاستجابة الطارئة وعمليات التنظيف. إلا أن الخسائر امتدت لتشمل أوروبا بأكملها ، حيث تأثرت حركة السفر، وقطاع التأمين، والخدمات البريدية، والواردات والصادرات على مستوى أوروبا والعالم. تُظهر هذه التداعيات الترابط والتنوع في آثار حدث واحد. [ 38 ]

الاستعداد والتخفيف والإدارة

رجل يرتدي قميصًا أحمر، يكنس
رجل يحمل خرطومًا ويرش الرماد البركاني بالماء
طريقتان لإدارة ثوران بركان كيلود عام 2014 : الكنس (أعلى) والرش بالماء (أسفل).

ينبغي أن تشمل الاستعدادات لتساقط الرماد البركاني إحكام إغلاق المباني، وحماية البنية التحتية والمنازل، وتخزين كميات كافية من الطعام والماء تكفي حتى انتهاء تساقط الرماد وبدء عمليات التنظيف. ويمكن ارتداء أقنعة الغبار للحد من استنشاق الرماد والتخفيف من أي آثار صحية على الجهاز التنفسي. [ 47 ] كما يمكن ارتداء النظارات الواقية لحماية العينين من التهيج.

في المنزل، يُعدّ البقاء على اطلاع دائم بالنشاط البركاني، ووضع خطط طوارئ لأماكن إيواء بديلة، استعدادًا جيدًا لتساقط الرماد البركاني. وهذا من شأنه أن يمنع بعض الآثار المصاحبة لتساقط الرماد، ويقلل من حدّتها، ويزيد من قدرة الإنسان على التعامل مع مثل هذه الأحداث. وتُعدّ بعض الأدوات، مثل مصباح يدوي، وأغطية بلاستيكية لحماية الأجهزة الإلكترونية من دخول الرماد، وأجهزة راديو تعمل بالبطاريات، مفيدة للغاية أثناء تساقط الرماد. [ 10 ]

ينبغي وضع خطط تواصل مسبقة لإبلاغ الجهات المعنية بإجراءات التخفيف المتخذة. كما يجب توفير قطع الغيار وأنظمة الدعم قبل وقوع تساقط الرماد لتقليل انقطاع الخدمة واستعادة الوظائف في أسرع وقت ممكن. ويشمل الاستعداد الجيد أيضاً تحديد مواقع التخلص من الرماد قبل حدوثه، لتجنب انتشاره أكثر وللمساعدة في عمليات التنظيف. [ 95 ]

طُوِّرت بعض التقنيات الفعّالة لإدارة الرماد البركاني، بما في ذلك أساليب وأجهزة التنظيف، وإجراءات للحدّ من الأضرار أو التخفيف منها. تشمل هذه الإجراءات تغطية الفتحات، مثل مداخل الهواء والماء، ومحركات الطائرات، والنوافذ، أثناء تساقط الرماد. قد تُغلق الطرق للسماح بتنظيف الرماد المتساقط، أو قد تُفرض قيود على السرعة لمنع تعطل المركبات وتوقفها بعد تساقط الرماد. [ 96 ] ولمنع المزيد من التأثيرات على شبكات المياه الجوفية أو شبكات الصرف الصحي، يجب فتح المصارف والعبارات ومنع دخول الرماد إليها. [ 95 ] يمكن ترطيب الرماد (دون تشبيعه) برشّه بالماء، لمنع إعادة تحريكه وتسهيل عملية التنظيف. [ 96 ] كما يُعدّ تحديد أولويات عمليات التنظيف للمنشآت الحيوية وتنسيق جهود التنظيف من الممارسات الإدارية الجيدة. [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ]

يوصى بإجلاء الماشية في المناطق التي قد يصل فيها تساقط الرماد إلى 5  سم أو أكثر. [ 98 ]

التربة البركانية الرماد

يُستخدم الرماد البركاني بشكل أساسي كمُخصب للتربة. فعندما تُغسل المعادن الموجودة في الرماد إلى التربة بفعل الأمطار أو غيرها من العمليات الطبيعية، يختلط الرماد بالتربة مُشكلاً طبقة من الأنديسول . هذه الطبقة غنية جدًا بالعناصر الغذائية، وهي مثالية للاستخدام الزراعي؛ وغالبًا ما يكون وجود الغابات الكثيفة على الجزر البركانية نتيجة لنمو الأشجار وازدهارها في الأنديسول الغني بالفوسفور والنيتروجين . [ 99 ] كما يُمكن استخدام الرماد البركاني كبديل للرمل. [ 100 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 روز، دبليو آي؛ دورانت، إيه جيه (2009). "محتوى الرماد الناعم في الانفجارات البركانية". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 186 ( 1-2 ): 32-39 . Bibcode : 2009JVGR..186...32R . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2009.01.010 .
  2. زيمانوفسكي، بيرند؛ ووهليتز، كينيث؛ ديلينو، بييرفرانشيسكو؛ بوتنر، رالف (مارس 2003). "مشكلة الرماد البركاني". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 122 ( 1-2 ): 1-5 . Bibcode : 2003JVGR..122....1Z . doi : 10.1016/S0377-0273(02)00471-7 .
  3. دوفيك، ج.؛ مانغا، م. (16 سبتمبر 2008). "إنتاج الرماد في الموقع في التدفقات البركانية الفتاتية". مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 113 (B9): B09207. Bibcode : 2008JGRB..113.9207D . doi : 10.1029/2007JB005555 .
  4. ويلسون، تي إم؛ ستيوارت، سي. (2012). "الرماد البركاني". في ب، بوبروفسكي (محرر). موسوعة المخاطر الطبيعية . سبرينغر. ص 1000. 
  5. كاشمان، ك. ف .؛ ستورتيفانت، ب.؛ بابالي، ب.؛ نافون، أ. (2000). "التفتت الصهاري". في: سيغوردسون، هـ.؛ هوتون، ب. ف.؛ ماكنوت، س. ر.؛ رايمر، هـ.؛ ستيكس، ج. (محررون). موسوعة البراكين . سان دييغو، الولايات المتحدة الأمريكية: إلسيفير. ص 1417. 
  6. كيبرز، يو.؛ بوتز، سي.؛ شبييلر، أو.؛ ​​دينغويل، دي بي (2009). "التآكل في تيارات الكثافة البركانية الفتاتية: رؤى من تجارب الدوران". فيزياء وكيمياء الأرض، الأجزاء أ/ب/ج . 45-46 : 33-39 . Bibcode : 2012PCE....45...33K . doi : 10.1016/j.pce.2011.09.002 .
  7. 1 2 زيمانوفسكي، ب. (2000). "فيزياء الفرياتوماغماتية. الجزء 1: فيزياء الانفجار". تيرا نوسترا . 6 : 515-523 .
  8. 1 2 بارفيت، إي. أ.؛ ويلسون، ل. (2008). أساسيات علم البراكين الفيزيائي . ماساتشوستس، الولايات المتحدة الأمريكية: دار بلاكويل للنشر. ص 256. 
  9. ووكر، جي بي إل (1981). "توليد وانتشار الرماد الناعم بفعل الانفجارات البركانية". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 11 (1): 81-92 . Bibcode : 1981JVGR...11...81W . doi : 10.1016/0377-0273(81)90077-9 .
  10. 1 2 3 4 5 6 7 هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. "الرماد البركاني: ما يمكن أن يفعله وكيفية تقليل الأضرار" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 فبراير 2012 .
  11. نيوهال، كريستوفر ج.؛ سيلف، ستيفن (1982). "مؤشر الانفجار البركاني (VEI): تقدير لحجم الانفجار للبراكين التاريخية" (ملف PDF) . مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 87 (C2): 1231-1238 . Bibcode : 1982JGR....87.1231N . doi : 10.1029/JC087iC02p01231 . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 13 ديسمبر 2013.
  12. 1 2 3 4 ويذام، سي إس؛ أوبنهايمر، سي؛ هورويل، سي جيه (2005). "مُرشحات الرماد البركاني: مراجعة وتوصيات لطرق أخذ العينات". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 141 (3): 299-326 . Bibcode : 2011BVol...73..223W . doi : 10.1007/s00445-010-0396-1 . S2CID 55252456 . 
  13. فروختر، جيه إس؛ روبرتسون، دي إي؛ إيفانز، جيه سي؛ أولسن، كيه بي؛ ليبيل، إي إيه؛ وآخرون (1980). "رماد جبل سانت هيلينز من ثوران 18 مايو 1980: الخصائص الكيميائية والفيزيائية والمعدنية والبيولوجية". مجلة ساينس . 209 (4461): 1116-1125 . Bibcode : 1980Sci...209.1116F . doi : 10.1126/science.209.4461.1116 . PMID 17841472. S2CID 22665086 .   
  14. 1 2 جونز، إم تي؛ جيسلاسون، إس آر (2008). "الانبعاثات السريعة للأملاح المعدنية والمغذيات عقب ترسب الرماد البركاني في البيئات المائية". مجلة جيوكيميكا إت كوزموكيميكا أكتا . 72 (15): 3661-3680 . رمز Bibcode : 2008GeCoA..72.3661J . doi : 10.1016/j.gca.2008.05.030 .
  15. ديلميل، ب.؛ لامبرت، م.؛ دوفرين، ي.؛ جيرين، ب.؛ أوسكارسون، أ. (2007). "تفاعل الغاز/الهباء الجوي مع الرماد في أعمدة الدخان البركاني: رؤى جديدة من تحليل سطح جزيئات الرماد الدقيقة". رسائل علوم الأرض والكواكب . 259 ( 1-2 ): 159-170 . Bibcode : 2007E & PSL.259..159D . doi : 10.1016/j.epsl.2007.04.052 .
  16. 1 2 تايلور، هـ. إي.؛ ليشت، ف. إي. (1980). "التركيب الكيميائي للرماد البركاني لجبل سانت هيلينز" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 7 (11): 949-952 . Bibcode : 1980GeoRL...7..949T . doi : 10.1029/GL007i011p00949 .
  17. سميث، د.ب.؛ زيلينسكي، ر.أ.؛ تايلور، هـ.إ.؛ سوير، م.ب. (1983). "خصائص ترشيح الرماد الناتج عن ثوران بركان جبل سانت هيلينز في 18 مايو 1980، واشنطن". النشرة البركانية . 46 (2): 103-124 . Bibcode : 1983BVol...46..103S . doi : 10.1007/bf02597580 . S2CID 134205180 . 
  18. ريساخر، ف.؛ ألونسو، هـ. (2001). "الكيمياء الجيولوجية لراشح الرماد من ثوران بركان لاسكار عام 1993، شمال تشيلي. دلالات على إعادة تدوير المتبخرات القديمة". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 109 (4): 319-337 . Bibcode : 2001JVGR..109..319R . doi : 10.1016/S0377-0273(01)00198-6 .
  19. كرونين، إس جيه؛ شارب، دي إس (2002). "التأثيرات البيئية على الصحة الناتجة عن النشاط البركاني المستمر في ياسور (تانا) وأمبريم، فانواتو". مجلة أبحاث الصحة البيئية . 12 (2): 109-123 . Bibcode : 2002IJEHR..12..109C . doi : 10.1080/09603120220129274 . PMID 12396528. S2CID 2939277 .  
  20. نيليس، كاليفورنيا؛ هندريكس، ك.و. (1980). "تقرير مرحلي عن التحقيق في تساقط الرماد البركاني من جبل سانت هيلينز". إدارة بونفيل للطاقة، تقرير المختبر ERJ-80-47 .
  21. ساركينين، سي إف؛ ويتالا، جيه تي (1981). "دراسة الرماد البركاني في مرافق نقل الطاقة في شمال غرب المحيط الهادئ". معاملات IEEE لأجهزة وأنظمة الطاقة . 100 (5): 2278-2286 . Bibcode : 1981ITPAS.100.2278S . doi : 10.1109/TPAS.1981.316741 . S2CID 41855034 . 
  22. بيبينغتون، م.؛ كرونين، س. ج.؛ تشابمان، إ.؛ تيرنر، م. ب. (2008). "تحديد كمية مخاطر تساقط الرماد البركاني على البنية التحتية للكهرباء". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 177 (4): 1055-1062 . Bibcode : 2008JVGR..177.1055B . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2008.07.023 .
  23. 1 2 واردمن، جيه بي؛ ويلسون، تي إم؛ بودجر، بي إس؛ كول، جيه دبليو؛ جونستون، دي إم (2011). "دراسة الموصلية الكهربائية للرماد البركاني وتأثيرها على أنظمة الطاقة ذات الجهد العالي". فيزياء وكيمياء الأرض . 45-46 : 128-145 . Bibcode : 2012PCE....45..128W . doi : 10.1016/j.pce.2011.09.003 .
  24. 1 2 3 4 5 هايكن، جي؛ ووهليتز، كيه إتش (1985). الرماد البركاني . مطبعة جامعة كاليفورنيا. ص 245. 
  25. 1 2 3 هايكن، ج. (1972). "مورفولوجيا وتكوين الصخور للرماد البركاني". نشرة الجمعية الجيولوجية الأمريكية . 83 (7): 1961-1988 . Bibcode : 1972GSAB...83.1961H . doi : 10.1130/0016-7606(1972)83 [ 1961:mapova ] 2.0.co ; 2 .
  26. 1 2 3 4 5 6 ويلسون، تي إم؛ ستيوارت، سي؛ سورد-دانييلز، في؛ ليونارد، جي؛ جونستون، دي إم؛ كول، جي دبليو؛ واردمن، جي؛ ويلسون، جي؛ بارنارد، إس (2011). "تأثيرات الرماد البركاني على البنية التحتية الحيوية". فيزياء وكيمياء الأرض . 45-46 : 5-23 . Bibcode : 2012PCE....45....5W . doi : 10.1016/j.pce.2011.06.006 .
  27. شيبلي، س.؛ سارنا-ووجسيكي، أ.م. (1982). "توزيع وسماكة وكتلة الرماد البركاني من أواخر العصر البليستوسيني والهولوسيني من البراكين الرئيسية في شمال غرب الولايات المتحدة: تقييم أولي للمخاطر الناجمة عن المقذوفات البركانية على المفاعلات النووية في شمال غرب المحيط الهادئ". خريطة الدراسات الميدانية المتنوعة لهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية MF-1435 .
  28. كاري، س.؛ سباركس، ر.س.ج. (1986). "نماذج كمية لتساقط وانتشار الرماد البركاني من أعمدة الانفجارات البركانية" . نشرة علم البراكين . 48 ( 2-3 ): 109-125 . Bibcode : 1986BVol...48..109C . doi : 10.1007/BF01046546 . S2CID 128475680 . 
  29. براون، آر جيه؛ بونادونا، سي؛ دورانت، إيه جيه (2011). "مراجعة لتجمع الرماد البركاني" (ملف PDF) . كيمياء وفيزياء الأرض . 45-46 : 65-78 . Bibcode : 2012PCE....45...65B . doi : 10.1016/j.pce.2011.11.001 . S2CID 55127478 . 
  30. بايل، د. (1989). "سُمك وحجم وحبيبات رواسب تساقط التيفرا". نشرة علم البراكين . 51 (1): 1-15 . Bibcode : 1989BVol...51....1P . doi : 10.1007/BF01086757 . S2CID 140635312 . 
  31. 1 2 3 ويلسون، توماس م.؛ ستيوارت، كارول؛ سورد-دانييلز، فيكتوريا؛ ليونارد، غراهام س.؛ جونستون، ديفيد م.؛ كول، جيم و.؛ واردمن، جوني؛ ويلسون، غرانت؛ بارنارد، سكوت ت. (يناير 2012). "تأثيرات الرماد البركاني على البنية التحتية الحيوية". فيزياء وكيمياء الأرض، الأجزاء أ/ب/ج . 45-46 : 5-23 . Bibcode : 2012PCE....45....5W . doi : 10.1016/j.pce.2011.06.006 .
  32. هورويل ، سي جيه؛ باكستر ، بي جيه (2006). "مخاطر الرماد البركاني على صحة الجهاز التنفسي: مراجعة للحد من المخاطر البركانية" . نشرة علم البراكين . 69 ( 1 ) : 1-24 . Bibcode : 2006BVol ... 69....1H . doi : 10.1007/s00445-006-0052-y . S2CID 19173052 . 
  33. 1 2 بلات، آر إتش (1991). "خطوط النجاة؛ أولوية إدارة الطوارئ للولايات المتحدة في التسعينيات". الكوارث . 15 (2): 172-176 . Bibcode : 1991Disas..15..172P . doi : 10.1111/j.1467-7717.1991.tb00446.x .
  34. جونستون، د.م.؛ هوتون، ب.ف.؛ نيل، ف.إ.؛ رونان، ك.ر.؛ باتون، د. (2000). "آثار ثوران بركان روابيهو عامي 1945 و1995-1996، نيوزيلندا: مثال على تزايد هشاشة المجتمع". نشرة الجمعية الجيولوجية الأمريكية . 112 (5): 720-726 . رمز Bibcode : 2000GSAB..112..720J . doi : 10.1130/0016-7606(2000)112 < 720:iotare > 2.0.co ; 2 .
  35. ليونارد، جي إس؛ جونستون، دي إم؛ ويليامز، إس؛ كول، جي دبليو؛ فينيس، كيه؛ بارنارد، إس (2005). "آثار وإدارة الانفجارات البركانية الأخيرة في الإكوادور: دروس لنيوزيلندا". تقرير علمي صادر عن معهد العلوم الجيولوجية والنووية : 51.
  36. ويلسون، تي إم؛ كول، جيه؛ ستيوارت، سي؛ ديوار، دي؛ كرونين، إس (2008). "تقييم الآثار طويلة الأجل على الزراعة والبنية التحتية والتعافي من ثوران بركان هدسون عام 1991، تشيلي". جامعة كانتربري : 34.
  37. 1 2 3 4 5 ويلسون، تي إم (2009). مدى تأثر أنظمة الزراعة الرعوية بمخاطر تساقط الرماد البركاني (أطروحة). جامعة كانتربري. العلوم الجيولوجية. doi : 10.26021/9258 .
  38. 1 2 Sword-Daniels, VL (2010). آثار سقوط الرماد البركاني على أنظمة البنية التحتية الحيوية .
  39. كاساديفال، تي جيه، محرر. (1994). الرماد البركاني وسلامة الطيران: وقائع الندوة الدولية الأولى حول الرماد البركاني وسلامة الطيران (رقم 2047) . مكتب الطباعة الحكومي الأمريكي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 ديسمبر 2021 .
  40. بيبينغتون، مارك؛ كرونين، شين جيه؛ تشابمان، إيان؛ تيرنر، مايكل بي. (نوفمبر 2008). "تحديد كمية مخاطر تساقط الرماد البركاني على البنية التحتية للكهرباء". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 177 (4): 1055-1062 . Bibcode : 2008JVGR..177.1055B . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2008.07.023 .
  41. جونستون، د.م.؛ ستيوارت، س.؛ ليونارد، ج.س.؛ هوفرد، ج.؛ ثوردارسون، ت.؛ كرونين، س. (2004). "تأثيرات الرماد البركاني على إمدادات المياه في أوكلاند: الجزء الأول". تقرير علمي صادر عن معهد العلوم الجيولوجية والنووية : 25.
  42. 1 2 ستيوارت، سي.؛ جونستون، دي إم؛ ليونارد، جي إس؛ هورويل، سي جيه؛ ثوردارسون، تي.؛ كرونين، إس جيه (2006). "تلوث مصادر المياه بتساقط الرماد البركاني: مراجعة للأدبيات ونمذجة بسيطة للتأثير" . مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 158 ( 3-4 ): 296-306 . Bibcode : 2006JVGR..158..296S . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2006.07.002 .
  43. 1 2 3 ويلسون وآخرون 2012 ، "4.1. التأثيرات على شبكات الصرف الصحي وتصريف مياه الأمطار".
  44. ويلسون وآخرون 2012 ، "8.2. دراسة حالة في الترابط بين البنية التحتية: مونتسيرات".
  45. ستول، أ.؛ براتا، أ. ج.؛ إيكهارت، س.؛ كلاريس، ل.؛ دورانت، أ.؛ هين، س.؛ كريستيانسن، ن. إ.؛ مينيكين، أ.؛ شومان، أ.؛ سيبرت، ب.؛ ستيبيل، ك.؛ توماس، هـ. إ.؛ ثورستينسون، ت.؛ تورسيث، ك.؛ واينزيرل، ب. (11 مايو 2011). "تحديد انبعاثات الرماد البركاني المعتمدة على الزمن والارتفاع واستخدامها في نمذجة انتشار الرماد الكمي: ثوران بركان إيافيالايوكول عام 2010" . كيمياء وفيزياء الغلاف الجوي . 11 (9): 4333-4351 . Bibcode : 2011ACP....11.4333S . doi : 10.5194/acp-11-4333-2011 . hdl : 11250/2386653 . S2CID 53705142 . 
  46. ويلسون وآخرون 2012 ، "1.4. التوزيع".
  47. 1 2 3 الشبكة الدولية لمخاطر الصحة البركانية . "الشبكة الدولية لمخاطر الصحة البركانية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2011 .
  48. 1 2 كرونين، إس جيه؛ نيل، في إي؛ ليكوينتر، جيه إيه؛ هيدلي، إم جيه؛ لوغاناثان، بي. (2003). "المخاطر البيئية للفلورايد في الرماد البركاني: دراسة حالة من بركان روابيهو، نيوزيلندا". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 121 ( 3-4 ): 271-291 . Bibcode : 2003JVGR..121..271C . doi : 10.1016/S0377-0273(02)00465-1 .
  49. ^ أرايا فالينزويلا، أوسكار (2015). الثورات البركانية: آثار على البركان . Collección Austral Universitaria de Ciencias Silvoagropecuarias (بالإسبانية). إصدارات UCh . ص. 70. ردمك  978-956-9412-20-2.
  50. 1 2 أرايا فالينزويلا 2015 ، ص. 63.
  51. أرايا فالينزويلا 2015 ، ص 77.
  52. أرايا فالينزويلا 2015 ، ص 76.
  53. ويلسون، تي إم؛ دالي، إم؛ جونستون، دي إم (2009). "مراجعة لتأثيرات الرماد البركاني على أنظمة توزيع الكهرباء وشبكات البث والاتصالات". مشروع مجموعة أوكلاند لهندسة خطوط الحياة AELG-19. منشور فني رقم 051 لمجلس أوكلاند الإقليمي .
  54. ويلسون وآخرون 2012 ، "2.1. الوميض العازل ومقاومة الرماد البركاني".
  55. ويلسون وآخرون 2012 ، "2.2. مواقع التوليد".
  56. ويلسون وآخرون 2012 ، "2.4. خطوط النقل والتوزيع".
  57. ويلسون وآخرون 2012 ، "2. التأثير على شبكات الكهرباء".
  58. 1 2 ويلسون وآخرون 2012 ، "3.1. الأضرار المادية لأنظمة إمدادات المياه".
  59. ويلسون، تي إم؛ جينكينز، إس إف؛ ستيوارت، سي. (2015). "آثار تساقط الرماد البركاني". المخاطر البركانية العالمية . كامبريدج، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 281-288 . ISBN  9781107111752.
  60. ستيوارت وآخرون 2006 ، "2.1. العكارة".
  61. ستيوارت وآخرون 2006 ، "3.4. خزان مياه الأمطار المنزلية".
  62. ويلسون وآخرون 2012 ، "3.3. نقص المياه".
  63. أنسيون، ج.؛ سالزانو، إ.؛ ماسكيو، ج.؛ ميلازو، م. (2014). "قابلية محطات معالجة مياه الصرف الصحي للتأثر بالأحداث البركانية التقنية". مجلة الهندسة الكيميائية . 36 : 433-438 . doi : 10.3303/CET1436073 .
  64. براتا، فريد؛ روز، بيل (2015). "مخاطر الرماد البركاني على الطيران". موسوعة البراكين . ص 911-934 . doi : 10.1016/B978-0-12-385938-9.00052-3 . ISBN  9780123859389.
  65. دان، إم جي؛ ويد، دي بي (1994). كاساديفال، تي كي (محرر). تأثير سحب الرماد البركاني على محركات التوربينات الغازية . الرماد البركاني وسلامة الطيران؛ وقائع الندوة الدولية الأولى حول الرماد البركاني وسلامة الطيران. المجلد 2047. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. doi : 10.3133/b2047 . hdl : 2027/uiug.30112085256557 . 
  66. 1 2 3 ساموندز، ب.؛ ماكغواير، ب.؛ إدواردز، س. (2010). المخاطر البركانية من أيسلندا: تحليل وتداعيات ثوران بركان إيافيالايوكول. تقرير معهد جامعة لندن للحد من المخاطر والكوارث . مؤرشف من الأصل بتاريخ 30 يونيو 2012. تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 مايو 2012 .
  67. 1 2 ميلر، تي بي؛ كاساديفال، تي جيه (2000). "مخاطر الرماد البركاني على الطيران". في: هـ. سيغوردسون؛ بي إف هوتون؛ إس آر ماكنوت؛ هـ. رايمر؛ جيه ستيكس (محررون). موسوعة البراكين . سان دييغو، الولايات المتحدة الأمريكية: إلسيفير إنك. ص 1417. 
  68. سيلف، س.؛ ووكر، مختبر الدفع النفاث (1994). كاساديفال، ت. ك. (محرر). سحب الرماد: خصائص أعمدة الثوران . الرماد البركاني وسلامة الطيران؛ وقائع الندوة الدولية الأولى حول الرماد البركاني وسلامة الطيران. المجلد 2047. هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. ص 73. doi : 10.3133/b2047 . hdl : 2027/uiug.30112085256557 .  
  69. «تحذير من الرماد البركاني الأيسلندي يُوقف الرحلات الجوية في المملكة المتحدة» . بي بي سي نيوز أونلاين. 15 أبريل 2010. تاريخ الاطلاع: 15 أبريل 2010 .
  70. "فحص محرك طائرة F-18 الفنلندية يكشف آثار الغبار البركاني" . flightglobal.com . تاريخ الاسترجاع: 22 أبريل 2010 .
  71. إليسوندو، م.؛ باومان، ف.؛ بونادونا، س.؛ بيستوليسي، م.؛ سيوني، ر.؛ بيرتاغنيني، أ.؛ بياس، س.؛ هيريرو، ج. س.؛ غونزاليس، ر. (8 سبتمبر 2015). "التسلسل الزمني وتأثير ثوران بركان بويويه-كوردون كاويل عام 2011، تشيلي" . مناقشات حول المخاطر الطبيعية وعلوم نظام الأرض . 3 (9): 5383. Bibcode : 2015NHESD...3.5383E . doi : 10.5194/nhessd-3-5383-2015 .
  72. شركة AIRES المحدودة. "مرحباً" . AIRES . تم الاسترجاع في 7 مارس 2019 .
  73. منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO). "منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية، الحكومة الأسترالية" . csiro.au . ​​تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 مارس 2019 .
  74. 1 2 "هل انتهى فوضى الطائرات بسبب الرماد البركاني؟" . المعهد النرويجي لأبحاث الهواء. 4 ديسمبر 2011.
  75. إيرباص (13 نوفمبر 2013)، رصد سحب الرماد البركاني باستخدام AVOID ، مؤرشف من الأصل في 13 نوفمبر 2021 ، تم الاطلاع عليه في 7 مارس 2019
  76. ديفيز، أليكس (16 نوفمبر 2013). "أنشأت شركتا إيرباص وإيزي جيت سحابة رماد اصطناعية استعدادًا للثوران البركاني القادم [ صور ] " . بزنس إنسايدر أستراليا . تاريخ الاسترجاع: 7 مارس 2019 .
  77. "شركة إيزي جيت تجرّب نظام الكشف عن الرماد البركاني" . بي بي سي. 4 يونيو 2010.
  78. براتا، أ. ج. (9 مايو 2016). "اختبار السحابة الاصطناعية يؤكد الكشف عن الرماد البركاني باستخدام التصوير الطيفي بالأشعة تحت الحمراء" . التقارير العلمية . 6 25620. رمز Bibcode : 2016NatSR...625620P . doi : 10.1038/srep25620 . ISSN 2045-2322 . PMC 4860601. PMID 27156701 .   
  79. أوسينسكي، جيه إم؛ مور، دي؛ كيبلر، جيه؛ بنسيمون، دي (2013). "التعاون الدولي بين مراكز استشارات الرماد البركاني: أدوات جغرافية مكانية لضمان تنسيق التنبؤات عبر مسارات النقل الجوي العالمية". ملخصات اجتماع الخريف للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . 2013 : A34E–06. رمز Bibcode : 2013AGUFM.A34E..06O .
  80. غوفانتي، م.؛ مايبيري، ج. س.؛ كاساديفال، ت. ج.؛ وندرمان، ر. (2008). "المخاطر البركانية على المطارات" . المخاطر الطبيعية . 51 (2): 287-302 . doi : 10.1007/s11069-008-9254-2 . S2CID 128578092 . 
  81. ويلسون وآخرون 2012 ، "5.2. المطارات".
  82. ماكنوت، إس آر؛ ويليامز، إي آر (2010). "البرق البركاني: ملاحظات عالمية وقيود على آليات المصدر". نشرة علم البراكين . 72 (10): 1153-1167 . Bibcode : 2010BVol...72.1153M . doi : 10.1007/s00445-010-0393-4 . S2CID 59522391 . 
  83. بارنارد، س. (2009). مدى تأثر البنية التحتية الحيوية في نيوزيلندا بتساقط الرماد (أطروحة). جامعة كانتربري. العلوم الجيولوجية. doi : 10.26021/8108 .
  84. ^ جوميز، تيريزا. تابولكاي، يانوس؛ إسبوزيتو، كريستيان؛ هوتشيسون، ديفيد؛ كويبرز، فرناندو؛ راك، جاسيك. دي سوزا، أمارو؛ يوسيفيدس، أثناسيوس؛ ترافانكا، روي؛ أندريه جواو. خورخي، لويزا؛ مارتينز، لوسيا؛ أوغالدي، باتريشيا أورتيز؛ باسيتش، أليجا؛ بيزاروس، ديميتريوس؛ جويت، سيمون. سيتشي، ستيفانو؛ تورناتور ، ماسيمو (سبتمبر 2016). “مسح لاستراتيجيات شبكات الاتصالات للحماية من الكوارث الطبيعية واسعة النطاق” (PDF) . ورشة العمل الدولية الثامنة حول تصميم ونمذجة الشبكات المرنة (RNDM) لعام 2016 . ص 11 – 22. دوى : 10.1109/RNDM.2016.7608263 . hdl : 10198/16636 . ISBN  978-1-4673-9023-1. S2CID 11909843 . 
  85. ويلسون ، جي .؛ ويلسون، تي. إم.؛ كول، جيه. دبليو.؛ أوز، سي. (2012). "تأثر أجهزة الكمبيوتر المحمولة بالرماد والغازات البركانية". المخاطر الطبيعية . 63 (2): 711-736 . Bibcode : 2012NatHa..63..711W . doi : 10.1007/s11069-012-0176-7 . S2CID 110998743 . 
  86. سبنس، آر جيه إس؛ كيلمان، آي؛ باكستر، بي جيه؛ زوكارو، جي؛ بيترازولي، إس. (2005). "تأثر المباني السكنية وسكانها بتساقط الرماد البركاني" . المخاطر الطبيعية وعلوم نظام الأرض . 5 (4): 477-494 . Bibcode : 2005NHESS...5..477S . doi : 10.5194/nhess-5-477-2005 .
  87. ماثيوز-بيرد، فريزر؛ بروكس، ستيفن جيه؛ جوسلينج، ويليام دي؛ جوليفر، بولين؛ موثيس، باتريشيا؛ مونتويا، إنكارني (ديسمبر 2017). "استجابة المجتمعات المائية للانفجارات البركانية على الجانب الإكوادوري من جبال الأنديز: أدلة من السجل البيئي القديم" . مجلة علم البحيرات القديمة . 58 (4): 437-453 . Bibcode : 2017JPall..58..437M . doi : 10.1007/ s10933-017-0001-0 . PMC 6959416. PMID 32009735 .  
  88. ^ دي برينزيو، سيسيليا يانينا؛ بينالونا، بروك؛ غريش، مارتا غلاديس. مانزو، لوز ماريا؛ ميسيريندينو، ماريا لورا؛ كازاو, ريكاردو (يناير 2021). “تأثير بركان شايتن على استعادة الأسماك المحلية والغريبة وإعادة استعمارها ووفرتها”. علم البيئة الشاملة . 752 141864. بيب كود : 2021ScTEn.75241864D . دوى : 10.1016/j.scitotenv.2020.141864 . بميد 32890832 . S2CID 221511705 .  
  89. فروجنر كوكم، بول سي؛ هربرت، روجر بي؛ جيسلاسون، سيجوردور آر. (يوليو 2006). "استجابة متنوعة للنظام البيئي للهباء الجوي البركاني". الجيولوجيا الكيميائية . 231 ( 1-2 ): 57-66 . Bibcode : 2006ChGeo.231...57F . doi : 10.1016/j.chemgeo.2005.12.008 .
  90. كوك، آر جيه؛ بارون، جيه سي؛ بابنديك، آر آي؛ ويليامز، جي جيه (1981). "تأثير ثوران بركان جبل سانت هيلينز على الزراعة". مجلة ساينس . 211 (4477): 16-22 . Bibcode : 1981Sci...211...16C . doi : 10.1126/science.211.4477.16 . PMID 17731222 . 
  91. كرونين، إس جيه؛ هيدلي، إم جيه؛ نيل، في إي؛ سميث، آر جي (1998). "الأثر الزراعي لتساقط الرماد البركاني الناتج عن ثوران بركان روابيهو عامي 1995 و1996، نيوزيلندا". الجيولوجيا البيئية . 34 : 21-30 . doi : 10.1007/s002540050253 . S2CID 128901983 . 
  92. نيلد، ج.؛ أوفلاهيرتي، ب.؛ هيدلي، ب.؛ أندروود، ر.؛ جونستون، د.م.؛ كريستنسون، ب.؛ براون، ب. (1998). "التعافي الزراعي من ثوران بركاني: ورقة فنية رقم 99/2 لوزارة الزراعة والغابات" (ملف PDF) . ورقة فنية رقم 99/2 لوزارة الزراعة والغابات . مؤرشفة من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 29-09-2018 . تم الاطلاع عليها بتاريخ 01-05-2012 .
  93. رينالدي، إس إم؛ بيرينبوم، جيه بي؛ كيلي، تي كيه (ديسمبر 2001). "تحديد وفهم وتحليل الترابطات بين البنى التحتية الحيوية". مجلة أنظمة التحكم IEEE . 21 (6): 11-25 . Bibcode : 2001ICSys..21f..11R . doi : 10.1109/37.969131 .
  94. «أزمة الرماد البركاني تكلف شركات الطيران 2.2 مليار جنيه إسترليني» . صحيفة ديلي تلغراف. 27 أبريل 2010. مؤرشف من الأصل في 12 يناير 2022.
  95. 1 2 3 الوكالة الفيدرالية لإدارة الطوارئ (1984). التخفيف من أضرار تساقط الرماد على المرافق العامة: الدروس المستفادة من ثوران جبل سانت هيلينز عام 1980 .
  96. 1 2 3 هايز، جوش ل.؛ ويلسون، توماس م.؛ ماجيل، كريستينا (2015-10-01). "تنظيف تساقط الرماد البركاني في البيئات الحضرية". مجلة علم البراكين والبحوث الحرارية الأرضية . 304 : 359-377 . Bibcode : 2015JVGR..304..359H . doi : 10.1016/j.jvolgeores.2015.09.014 . hdl : 10092/11705 .
  97. هايز، جوش؛ ويلسون، توماس م.؛ ديليجن، ناتاليا إ.؛ كول، جيم؛ هيوز، ماثيو (2017-01-06). "نموذج لتقييم متطلبات تنظيف الرماد البركاني في البيئات الحضرية" . مجلة علم البراكين التطبيقي . 6 (1) 1. Bibcode : 2017JApV....6....1H . doi : 10.1186/s13617-016-0052-3 . ISSN 2191-5040 . 
  98. أرايا فالينزويلا 2015، ص 80.
  99. ويليامز، مات (19 مارس 2016). "ما هي فوائد البراكين؟" . يونيفرس توداي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2018 .
  100. سولانكي، سيتال (17 ديسمبر 2018). "5 ابتكارات مادية جذرية ستشكل المستقبل" . أسلوب سي إن إن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 ديسمبر 2018 .