Pyroklastinen virta

Pyroklastinen virta tai pyroklastinen virtaus tai pyroklastinen tuhkapilvi (myös ransk. nuée ardente, ’hehkuva pilvi’) on kuuman vulkaanisen aineksen ja kaasujen seos, joka liikkuu nopeasti purkautuneen tulivuoren rinnettä alas. Se koostuu sekä karkeasta materiaalista että tuhkasta. Virtauksen nopeus voi olla 160 kilometriä tunnissa. Tällainen virtaus tuhoaa, hautaa tai vie mukanaan lähes kaiken, ja jo pienikin virtaus voi tuhota rakennuksia, metsiä ja viljelysmaita. Pyroklastisia virtauksia pidetään yhtenä suurimmista tulivuorten aiheuttamista uhkista – juuri tällainen virta hautasi esimerkiksi Pompeijin kaupungin alleen.

Pyroklastinen virta vyöryy alas pitkin Mayonin tulivuoren rinteitä Filippiineillä 1984

Pyroklastisia virtoja Fuegon rinteillä.

Muodostuminen ja ominaisuudet

Pyroklastinen virta on kuumien kappaleiden ja kaasujen sekä ilman seos, joka liikkuu nopeasti ruskean harmaana pilvenä maanpinnan tasossa. Pilven vulkaanisten kaasujen lämpötila voi kohota 700 asteeseen, ja sen nopeus on usein yli 100 kilometriä tunnissa ja jopa 160 kilometriä tunnissa. Virran nopeus on osittain leijutuksena eli fluidisaationa tunnetun ilmiön seurausta. Sen takia virta etenee nestemäisenä massana. Kuumat räjähtävät kaasut pitävät pienimmät partikkelit suspensiossa, minkä seurauksena suuremmat esineet käytännössä kelluvat seoksen mukana.

Pyroklastinen virta on usein kaksiosainen, sillä lähempänä maanpintaa tyvivirta koostuu lähinnä karkeasta materiaalista ja sen päällä oleva virtaus liikkuu tuhkapilvenä. Tuhka voi pyroklastisen virran seurauksena levitä laajalle alueelle tulivuoren alarinteille.

Pyroklastinen virta voi syntyä kolmella eri tavalla. Yleisesti virtaus voi muodostua, kun laavaa, tuhkaa ja kaasuja sisältävä purkauspilvi menettää liike-energiansa ja romahtaa takaisin maanpinnalle. Romahtamiseen vaikuttaa se, että ilmakehään kohoava purkauspilvi alkaa viiletä, jolloin siitä tulee myös tiheämpää eikä se enää säilytä ylöspäin suuntautuvaa liikettänsä. Toisekseen purkausmateriaali voi jossain tapauksessa lähteä virtaamaan myös suoraan alas rinnettä, ja kolmanneksi pyroklastinen virtaus voi syntyä laavakupolin romahduksesta.

Nimitys ja tyypit

Pyroklastisia virtoja ja vastaavia ilmiöitä koskeva nimistö on hiukan epäselvää, sillä vaarallista tapahtumaa päästään vain harvoin tutkimaan. Virtauksien luonne selviääkin usein vasta kerrostumista eikä suorien havaintojen kautta. Ignimbriittikerrostumaksi kutsutaan hohkakivivirtauksen aiheuttamaa paksua muodostumaa. Siinä on erikokoisia palasia huokoista vulkaanista lasia. Hohkakivivirtauksia syntyy erityisesti purkauspilvien romahtaessa. Kalderan romahduksesta seuranneet virrat voivat olla massiivisia. Tavanomainen hohkakivivirta etenee purkauspaikalta muutamien tai muutamien kymmenien kilometrien päähän, mutta esimerkiksi Toban purkaus 74 000 jätti jälkeensä yli 2 000 kuutiokilometrin suuruisen ignimbriittikerrostuman.

Nuée ardente eli ’hehkuva pilvi’ jättää jälkeensä tiheämpää ainetta kuin ignimbriitit. Ranskalainen geologi Alfred Lacroix antoi Mont Peléen vuoden 1902 purkauksessa syntyneelle pyroklastiselle virralle nimen nuée ardente. Se syntyi, kun tulivuoren huipun laavakupoli romahti räjähtäen.

Nuée ardentien nopeus ei ole aivan yhtä suuri kuin hohkakivivirtauksien. Osittain tämä johtuu siitä, että hohkakivivirtaukset eivät ole niin tiheitä. Lisäksi hohkakivivirroilla on usein enemmän liike-energiaa, sillä ne voivat alkaa useiden kilometrien korkeudessa romahtavasta tuhkapilvestä. Mitä korkeammalta pilvi romahtaa, sitä enemmän sillä on liike-energiaa ja sitä kauemmaksi sillä on mahdollisuus edetä.

Pyroklastikseksi hyöyksi sanotaan sellaista ilmiötä, jossa virtauksen tiheys on varsin pieni. Hyökykerrostuma on ohut tuhkasta muodostunut tuffikerros.

Uhat

Jokilaaksoa ennen ja jälkeen Pinatubon purkausta. Jälkimmäisessä kuvassa laakso on peittynyt pyroklastisen materiaaliin.

Pyroklastisen virtauksen mukana liikkuu materiaalia lohkareista hienoon hiekkaan. Materiaali voi virtauksen mukana kaataa, tuhota, haudata tai viedä mukanaan lähes kaiken sen tielle osuvan. Samalla kuumat kivet ja kaasut sytyttävät tulipaloja sekä sulattavat lunta ja jäätä. Pyroklastiset virtaukset kulkevat usein laaksoja ja muita matalalla olevia alueita pitkin, ja ne voivat peittää alueet paksun kivikerroksen alle. Pyroklastista materiaalia voi olla jopa 200 metrin syvyydeltä. Jopa varsin pieni virtaus voi tuhota rakennuksia, metsiä ja viljelysmaita.

Pyroklastisia virtauksia pidetään tulivuorenpurkauksen tappavimpiin kuuluvana ilmiönä. Sellaisen seurauksena voi kuolla tuhansia ihmisiä. Uhrit kuolevat yleensä kuumuuden aiheuttamaan šokkiin, asfyksiaan, keuhkojen lämpövammoihin tai palovammoihin. Virtauksista selviytyneilläkin on usein vakavia hengitystievaurioita ja palovammoja. Pyroklastisen virtauksen aiheuttama tuho tapahtui esimerkiksi ensimmäisellä vuosisadalla, kun Vesuviuksesta tullut virtaus hautasi alleen Pompeijin ja Herculaneumin kaupungit. Mont Peléen vaatimaton purkaus vuonna 1902 aiheutti puolestaan noin 160 kilometriä tunnissa liikkuneen virtauksen, joka tappoi Martiniquen saarella muutamissa minuuteissa noin 29 000 ihmistä.

Pyroklastiset virtaukset voivat aiheuttaa myös välillisiä hasardeja, erityisesti tulvimista ja lahareita. Lumen ja jään sulaminen sekä rapautuvan aineksen seos voi synnyttää äkkitulvan. Tulva voi syntyä myös, kun virtauksessa liikkuva aines tukkii uomia.

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta pyroklastinen virta Wikimedia Commonsissa

• Pyroclastic Flows: The Hazard (VolFilm) (englanniksi) (youtube.com)
• Dome collapse and pyroclastic flow at Unzen Volcano (kuvattu 3.6.1991, lienee tunnetuin vuosien 1990-95 Heisei-purkauksen toistuvista pyroklastisia purkauksista) (englanniksi) (youtube.com)