В магме растворены летучие компоненты. При изменении давления и других условий они отделяются в газовую фазу и выходят через жерло, трещины и фумаролы. Газовыделение возможно и между извержениями. Наиболее распространён водяной пар, заметную роль играют CO₂ и соединения серы; присутствуют также другие компоненты.[1]
Газ и вулканический пепел — разные части выброса. Пепел состоит из твёрдых частиц, газовая смесь может быть невидимой. Капли воды и вторичные частицы в шлейфе дополнительно меняют его оптические свойства, поэтому внешний вид не определяет состав.
Поведение у поверхности и в шлейфе
Углекислый газ при определённых условиях накапливается в понижениях, вытесняя обычный воздух. Диоксид серы переносится ветром и участвует в образовании аэрозоля. USGS[1] описывает также воздействие кислых компонентов на растительность и материалы; масштаб зависит от состава, концентрации и длительности контакта.[2]
На Килауэа SO₂ образует вулканический смог, известный как vog. Превращения в атмосфере связывают непосредственное газовыделение с загрязнением удалённых по ветру районов. Погодные условия меняют направление и степень разбавления шлейфа.[3]
Присутствие газа у поверхности и общий поток от вулкана характеризуют разные величины. Первый отражает местную экспозицию, второй — интенсивность источника. Даже при одинаковом выбросе концентрация на конкретном участке меняется с ветром и рельефом.
Наблюдение за вулканом
Исследователи измеряют состав проб, газовые отношения и потоки, используют дистанционные спектрометры и другие приборы. Изменение выделения может отражать движение магмы, взаимодействие с подземной водой или перестройку путей выхода. Газовые данные рассматривают вместе с сейсмичностью и деформациями.[1]
Условный приборный ряд показывает двукратный рост концентрации SO₂ в точке. Чтобы связать его с усилением источника, проверяют ветер, положение шлейфа и режим измерения. Без этих данных рост концентрации может объясняться тем, что шлейф приблизился к датчику.
Экологические последствия
Газовые компоненты и продукты их атмосферных реакций воздействуют на листья, почвы, воду и инфраструктуру. Часть нагрузки выпадает с осадками, часть поступает сухим осаждением. После эпизода наблюдают как состояние растительности, так и химические изменения среды.[2]
Для описания события указывают вулкан, дату, состав, способ измерения и условия переноса. Такие сведения позволяют отличить локальную газовую аномалию от широкого шлейфа и связать наблюдаемое воздействие с конкретной фазой активности.
ПДК компонентов и непосредственная опасность
Единой ПДК и класса опасности смеси вулканических газов нет. Для SO₂ российская таблица атмосферного воздуха устанавливает 0,5 мг/м³ максимально разовую и 0,05 мг/м³ среднесуточную ПДК, класс III. Эти числа относятся к диоксиду серы и не описывают опасность скопления CO₂ или присутствия сероводорода. [4]
Вулканический CO₂ способен накапливаться в понижениях и создавать смертельно опасные условия для людей и животных. Природное происхождение не уменьшает необходимость газового контроля. Отсутствие запаха или видимого шлейфа не подтверждает безопасность места. [2]
Применение данных о газах
Состав и поток газов используют для наблюдения за вулканической и гидротермальной системой и оценки зон воздействия. Это прежде всего объект мониторинга; возможность промышленного использования отдельных компонентов не означает пригодности необработанной смеси для дыхания или иных бытовых целей. [2]