Índice de explosivos volcánicos

El índice de explosividad volcánica abreviado VEI (del inglés Volcanic Explosivity Index ) es una indicación de la fuerza de una erupción volcánica explosiva en valores de 0 a 8 en una escala logarítmica escalonada. Las variables medidas son principalmente la cantidad de material volcánico suelto ( tefra ) descargado , así como la altura de la columna de erupción y descripciones cualitativas. Fue introducido en 1982 por los geólogos estadounidenses Christopher G. Newhall y Stephen Self .

La escala comienza con el nivel 0 y es logarítmica desde el nivel 2, de modo que los límites de clase de los siguientes niveles superiores, medidos por el volumen de material piroclástico expulsado , corresponden a una erupción volcánica diez veces mayor. Comenzando con un evento volcánico inofensivo, se extiende a una erupción gigantesca con efectos globales de nivel 8. La escala está abierta en la parte superior. Los científicos señalan que es muy difícil medir con precisión la fuerza de las erupciones volcánicas.

Índice de explosivos volcánicos

Ejemplos de la historia de la tierra.

Fuerza 8

La erupción de Toba en Sumatra hace 74.000 años fue la más grande de los últimos dos millones de años. También fue más grande que la última gran erupción del volcán Yellowstone hace unos 630.000 años. Según la controvertida teoría de la catástrofe de Toba , la humanidad en ese momento fue diezmada a unos pocos miles de individuos y tuvo que pasar por un llamado " cuello de botella genético ".

• Erupción de Wah Wah Springs en Utah y Nevada hace unos 30 millones de años, 5500 km³
• Erupción de la Caldera La Garita en Colorado, hace unos 28 a 26 millones de años, 5000 km³
• Erupción de Huckleberry Ridge, Yellowstone (volcán) hace 2,1 millones de años, con 2500 km³ de tefra
• Yellowstone (volcán) hace 630.000 años, con 1000 km³ de tefra
• Toba hace casi 74.000 años, con 2800 km³ de tefra
• Taupo ( Nueva Zelanda ), erupción de Oruanui hace 26.500 años, con 1170 km³ de tefra

Fuerza 7

La erupción de los Campos Flegreos hace 39.000 años con 250 km³ de tefra es un ejemplo de este nivel. La erupción minoica del volcán de Santorin hace unos 3.600 años fue más pequeña, pero probablemente alcanzó la fuerza 7. Las erupciones más recientes con una expulsión de tefra de 100 km³ o más ocurrieron en Taupo en el siglo II o III, en Paektusan 969, en Samalas 1257 y en Tambora en 1815. La erupción de Tierra Blanca Joven del Ilopango (539/540), que desencadenó la anomalía climática 536-550 , también tuvo graves consecuencias globales .

No ha habido erupciones de magnitud 8 en los últimos 10.000 años, pero ha habido al menos ocho erupciones de magnitud 7:

• Volcán Kurilensee alrededor del 6450 a. C. BC, con 155 km³ de tefra
• Monte Mazama alrededor del 5700 a. C. BC, con 150 km³ de tefra
• Kikai alrededor del 4350 a. C. BC, con 200 km³ de tefra
• Cerro Blanco alrededor del 2.300 a.C. Aproximadamente a 110 km³ de tefra
• Santorini alrededor del 1600 a. C. Aproximadamente a 120 km³ de tefra
• Ilopango (probablemente 539/540), unos 106 km³ tefra
• Samalas 1257, con 100 km³ de tefra
• Tambora 1815, con 160 km³ de tefra

Además, se conocen otras erupciones de los últimos 2.000 años que fueron aproximadamente 7:

• Taupo (erupción de Hatepe, alrededor de 130 a 230), alrededor de 100 km³ de tefra
• Paektusan alrededor de 946, con 96 (± 19) km³ tefra

Fuerza 6

Una gran erupción en Europa Central tuvo lugar hace unos 13.000 años en el volcán Laacher . El Laacher See representa la caldera hundida del volcán Durante la erupción, un área de 1300 km² fue cubierta por una capa de lava de hasta 10 metros de espesor. La columna de ceniza se elevó hasta 40 kilómetros.

• Volcán Laacher , 10,920 a.C. BC, con 20 km³ de tefra
• Ambrym alrededor de 50, con 70 km³ de tefra
• Kuwae , 1453, con 32 a 39 km³ de tefra
• Huaynaputina , 1600, con 30 km³ de tefra
• Krakatau , 1883, con 20 km³ de tefra
• Santa María , 1902, con 20 km³ de tefra
• Novarupta , 1912, con 13 a 15 km³ de tefra
• Pinatubo , 1991, con 10 km³ de tefra

Fuerza 5

• Etna , 122 a. C. Chr.
• Vesubio , 79, con 3,3 km³ de tefra
• Eldgjá , 934 o 939, con 1,4 km³ de tefra
• Fujisan , 1707, con 2,1 km³ de tefra
• Monte St. Helens , 1980, con 1,2 km³ de tefra
• Cerro Hudson , 1991, con 7,6 km³ de tefra

Fuerza 4

• Parker , 1641, con menos de 1 km³ de tefra
• Cráter Laki , 1783, con 0,91 km³ de tefra
• Mont Pelée , 1902, con 0,2 km³ de tefra
• Eyjafjallajökull , 2010, con 0,14 km³ tefra

Magnitud

En la literatura vulcanológica y las bases de datos relevantes, además del VEI, el término magnitud (M), definido como:

${\ Displaystyle M = \ log _ {10} (\ mathrm {erupción \; masa \; [kg]}) -7}$ .

Al utilizar la masa expulsada como variable de referencia, se equilibran las diferencias de densidad de los distintos tipos de magma y un contenido de burbujas diferente del material depositado, de modo que las erupciones son más comparables. El resultado ahora tiene un lugar decimal, pero está predominantemente en el orden de magnitud del VEI previamente asignado. Por ejemplo, para 200.000  t de material expulsado, la magnitud es . ${\ Displaystyle M = \ log _ {10} (2 \ cdot 10 ^ {8}) - 7 \ approx 1 {,} 3}$

Otros métodos de clasificación de erupciones volcánicas.

• Equivalente de roca densa (DRE): volumen retrocalculado del magma expulsado
• Clases Tsuya : Al igual que el VEI, se dividen logarítmicamente en clases I a IX. Esta clasificación propuesta por el vulcanólogo japonés Hiromichi Tsuya en 1955 fue el primer intento de describir la fuerza de las erupciones volcánicas utilizando un índice.
• Intensidad : La tasa logarítmica de salida masiva: . El índice muestra, independientemente de la densidad, con qué rapidez se escapa la cantidad de material. Las erupciones plinianas particularmente violentas tienen una intensidad máxima de 10-12, las pequeñas tienen un valor de 4-6. La intensidad es una indicación de la altura a la que ha alcanzado el material expulsado. Cambia en el curso de la erupción, entre otras cosas con cambios en el tamaño de la abertura volcánica. La intensidad máxima ( intensidad máxima ) es el mayor valor de intensidad de un evento volcánico.${\ Displaystyle I = \ log _ {10} (\ mathrm {tasa de erupción masiva \; [kg / s]}) +3}$
• Índice de turbidez : El índice de turbidez tiene un valor de 1000 para la erupción del Krakatau de 1883 y sirve como parámetro para describir las perturbaciones volcánicas en las capas atmosféricas, que luego pueden influir en el clima.
• Índice de población de volcanes (CPI): el índice indica cuántas personas viven en un área peligrosa dentro de un cierto radio del sitio de la erupción durante una erupción volcánica. A menudo se utilizan VPI5 y VPI10, que significan VPI con un radio de 5 km y 10 km, respectivamente, las áreas relevantes para los brotes con VEI 2 a 4.

Ver también

• Super volcanes
• Lista de las principales erupciones volcánicas históricas

literatura

• Christopher Newhall, Stephen Self: El índice de explosividad volcánica (VEI). Una estimación de la magnitud explosiva del vulcanismo histórico. En: Journal of Geophysical Research 87, 1982, págs. 1231-1238, doi: 10.1029 / JC087iC02p01231 .
• H. Graf: Cambios climáticos provocados por volcanes. En: promet - Entrenamiento meteorológico. 28 ° año, número 3/4, 2002 ( PDF ; 1.8 MB).

enlaces web

• Índice de explosividad volcánica como tabla VEI con criterios
• ¿Qué tan grande es una erupción? En: Volcano Watch. Servicio Geológico de Estados Unidos , 28 de marzo de 2002.
• ¿Cuáles fueron las erupciones más grandes del mundo? en el sitio web del Observatorio de la Tierra de Singapur

Observaciones

1. ↑ Ver p. Ej. B. http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/index.html NASA: Eruption Variability , How Volcanoes Work; Consultado el 23 de septiembre de 2012.
2. ↑ Número de brotes conocidos de cada fuerza en el Holoceno , según datos del Instituto Smithsonian .
3. ↑ Diagrama del USGS para la definición de VEI La tabla del artículo se basa esencialmente en este diagrama. Nótese la discontinuidad en potencias de diez de los límites superiores para la cantidad de eyección entre VEI 0 y VEI 1, que desafortunadamente no se explicó en la fuente original.
4. ↑ Geological Society of America, 27 de octubre de 2017: Yellowstone Experienced Double Eruption , en [1] , consultado el 13 de marzo de 2018.
5. ↑ Brooks Mitchell: ¿Cuál fue la erupción volcánica más grande de la historia? , en [2] , consultado el 10 de junio de 2018.
6. ↑ Marc Szeglat: Supervolcanoes and flood basalts , en [3] , consultado el 13 de marzo de 2018.
7. ^ ^{A b} Robert A. Dull, John R. Southon, Steffen Kutterolf, Kevin J. Anchukaitis, Armin Freundt, David B. Wahl, Payson Sheets, Paul Amaroli, Walter Hernandez, Michael C. Wiemann, Clive Oppenheimer: Radiocarbono y evidencia geológica revelar volcán Ilopango como fuente de la colosal 'misterio' erupción del 539/40 CE . En: Quaternary Science Reviews . cinta 222 , 2019, doi : 10.1016 / j.quascirev.2019.07.037 . 
8. ^ C. Newhall, S. Self, A. Robock: Anticipando futuras erupciones del Índice de Explosividad Volcánica (VEI) 7 y sus impactos escalofriantes. En: Geosphere. Febrero de 2018. Volumen 14, No. 2, doi: 10.1130 / GES01513.1 , págs. 572–603. Nota: Newhall et al. nombre siete erupciones de magnitud 7, más la erupción de Ilopango clasificada como erupción de magnitud 7 en 2019.
9. ^ W. Báez, E. Bustos, A. Chiodi, F. Reckziegel, M. Arnosio, S. Silva, G. Giordano, J. Viramonte, M. Sampietro-Vattuone, J. Peña-Monné: Estilo eruptivo y dinámica de flujo de las corrientes piroclásticas de densidad relacionadas con la erupción del Holoceno Cerro Blanco (meseta de la Puna Sur, Argentina). En: Revista Sudamericana de Ciencias de la Tierra. Volumen 98, 1 de marzo de 2020, doi: 10.1016 / j.jsames.2019.102482 .
10. ↑ Felix Riede: La erupción del volcán Laacher See hace 12.920 años y el cambio cultural prehistórico al final del Alleröd. Una nueva hipótesis sobre el origen de la cultura Bromme y Perstunia , en [4] , consultado el 11 de junio de 2018.
11. ^ DM Pyle: Tamaños de erupciones volcánicas. En Enciclopedia de volcanes. Prensa académica, Londres 2000, ISBN 0-12-643140-X
12. ↑ ^{a b} David M. Pyle: Tamaños de las erupciones volcánicas . En: Haraldur Sigurdsson, Bruce Houghton, Steve McNutt, Hazel Rymer, John Stix (Eds.): La enciclopedia de los volcanes . 2ª edición edición. 2015, ISBN 978-0-12-385939-6 , doi : 10.1016 / B978-0-12-385938-9.00013-4 . 
13. ↑ Artículo original de Tsuya: Hiromichi Tsuya: Estudios geológicos y petrológicos del Volcán Fuji, V: Sobre la erupción del Volcán Fuji en 1707 . En: Boletín del Instituto de Investigación de Terremotos, Universidad de Tokio . cinta 33 , no. 3 , 1955 ( u-tokyo.ac.jp ). 
14. ↑ John W. Ewert y Christopher J. Harpel: In Harm's Way: Población y riesgo volcánico. En: Geotimes. Abril de 2004