המשך ההתפרצות מונע בעומק רב מניגודי הצפיפות בין המאגמה וסלעי הסביבה הצפופים ממנה. בכל מקרה תתרחש שקיעה אזורית המחליפה את המאגמה שנפלטה. במהלך התאמת הלחצים עשויים להתרחש מצבים של הגבלת הולכה כתוצאה מהיווצרות סדקים ושחיקה של קירות המוליך. מצבים כאלה עשויים להוביל לתקופות של הפחתה בקצב ההתפרצות – שאחרת היה מתגבר עם הזמן תוך סחיפת קירות המוליך. התגברות כזו יוצרת עלייה מקבילה בגובהו של עמוד ההתפרצות והתמעטות נפילת טפרה. שחיקה מתמשכת של המוליך – הגורמת להגדלת הרדיוס שלו – תוביל בסופו של דבר להתמוטטות עמוד ההתפרצות.
ברקים.
בהתפרצויות רבות נצפו בעמוד ההתפרצות ברקים, הנוצרים על ידי חלקיקי אפר טעונים. הברקים מוגבלים לעמוד ההתפרצות, ואינם יוצרים מגע עם האטמוספירה או עם הקרקע.
אף שמדובר בתופעה שכיחה, קיימת אי-בהירות בקרב וולקנולוגים באשר לאופן היווצרותם. ידוע כי חלקיקי האפר יוצרים ביניהם מגע, ובכך מעבירים מטען חשמלי. עם זאת, יצירת מטענים חיוביים ושליליים בחלקיקים אינה מספיקה. על מנת שייווצרו ברקים יש צורך בהתרחקות החלקיקים זה מזה כדי לאפשר הולכה חשמלית – והמנגנון הגורם להתרחקות זו אינו ידוע עדיין.
מבנה.
מבנה עמוד ההתפרצות נובע מהמתרחש בתא המאגמה ובצינור ההזנה, ומורכב משני חלקים עיקריים:
גובה.
גובה עמוד ההתפרצות נשלט על ידי מדד ההתפרצות הגעשית – המכתיבה את כמות האפר הנפלטת מהר הגעש ואת מהירות הפליטה, ומושפעת מלחץ המאגמה בתא המאגמה ומקוטר צינור ההזנה.
במהלך התפרצות מתפוצצת עולה מדד ההתפרצות הגעשית, ועמו גם גובה עמוד ההתפרצות – העשוי להגיע ליותר מ-40 ק"מ. אף שמתאם זה קשור בחלקו לגדילת גובהו של סילון המאגמה והחומרים הפירוקלסטיים הנפלטים מצינור ההזנה, הוא מושפע יותר מהאנרגיה התרמית הזמינה הנובעת מההתפרצות, המשמשת להסעת החום בעמוד ההתפרצות. למעשה, מרבית עמוד ההתפרצות מעל הר הגעש הוא תמרה תרמית, בה מוסע חום מהחומר הפירוקלסטי הלוהט לאוויר הקר המקיף אותו – המתערבל במהירות, מתערבב עם הטפרה ונושא את התמרה לגובה רב.
עוצמתה של התפרצות מתפוצצת וקצב הפליטה של החומר מצינור ההזנה הם הגורמים העיקריים הקובעים את גובהו של עמוד ההתפרצות. גובה עמוד ההתפרצות מחושב באופן יחסי לשורש הרביעי של עוצמת ההתפרצות: H formula_1 "I"1/4. גובה העמוד שולט בפיזור של הנפולת הגעשית, כך שניתן לחשוב לאחור את גובה העמוד ואת עוצמתן של התפרצויות פרה-היסטוריות מן המשקעים הגעשיים שהותירו. בהווה נמדד גובהם של עמודי התפרצות באמצעות צפייה ישירה ובאמצעות לוויינים.
עמוד ההתפרצות הגבוה ביותר תועד במהלך התפרצותו של הר הגעש בזימיאני (ברוסית: Безымянный – "חסר שם") בקמצ'טקה בשנים 1955–1956, והוא נאמד ב-42 ק"מ.
סכנות.
עמודי התפרצות מציבים מגוון של סכנות התלויות בהתנהגותם. שתי הסכנות העיקריות – ענני אפר וזרמים פירוקלסטיים – נובעות מהתנהגותם במצבים שונים. המעבר בין התנהגויות אלה וטבעה של כל אחת מהסכנות תלוי בדינמיקה הפנימית של עמוד ההתפרצות, הנובעת ממאפייני המאגמה וצינור ההזנה.
במהלך הערכת הסיכונים מתקיימת הנחה כי הנוזל הנפלט מתא המאגמה מצוי במוליך בלחץ השווה ללחץ אטמוספירי, או משתווה לו במהירות תוך השפעה מזערית על הנתך. לחץ במוליך הגדול מהלחץ האטמוספירי מוביל להתרחבות מהירה של העמוד ולהתפתחות גלי הלם קבועים המשנים את התנהגותו של עמוד ההתפרצות כולו. מחקר שעסק בנושא נעזר בסימולציה של שני עמודי התפרצות שבשניהם התקיימה במוליך זרימת חום (J s-1) זהה ונוצר רדיוס עמוד זהה בשלב שחרור הגזים. בסימולציה הראשונה התקיים במוליך לחץ אטמוספירי, ובשנייה – לחץ הגדול ממנו פי 4. למרות התנאים הראשוניים הזהים, למעט הלחץ – שני העמודים הפגינו התנהגות שונה בתכלית: בעמוד שנוצר בתנאי לחץ גבוה נוצרו גלי הלם והוא התמוטט בהתמדה. ההשוואה בין הסימולציות מצביעה על כך שהדינמיקה בתנאי לחץ גבוה עשויה ליצור עמוד התפרצות הנע בין שלבי התרוממות הנובעת מציפה ושלבי התמוטטות. השוואה זו סיפקה את המנגנון היוצר את התמוטטות העמוד והיווצרות זרמים פירוקלסטיים והיווצרות משקעים געשיים דוגמת טוף ואיגנימבריט.
ענני אפר.
עמודי התפרצות עשויים להיות עצומים בגודלם ולצמוח במהירות לגובה רב. חלקם העליון נישא באמצעות הרוח כעננים, העשויים לנוע מהר הגעש למרחקים של מאות קילומטרים ולהמטיר טפרה על אזור נרחב. התפרצותו של הר סנט הלנס במאי 1980 יצרה ענן שהמטיר טפרה על שטח של כ-59,000 קמ"ר במערב ארצות הברית.
לעננים הנרחבים השפעה מזיקה על תנועה אווירית, מאחר שהאפר הגעשי – שהוא למעשה שברים חדים של סלע לוהט – שוחק מנועי מטוסים ועלול להשביתם לחלוטין ולגרום להתרסקותם על הקרקע. בשני אירועים שמקורם באיסלנד – התפרצות אייאפיאטלאייקוטל באפריל 2010 והתפרצות גרימסווטן במאי 2011 – נוצרו ענני אפר שחדרו למרחב האווירי במערב אירופה וגרמו לסגירתו.
זרמים פירוקלסטיים ולהארים.
התמוטטותו של עמוד התפרצות גורם להיווצרותם של זרמים ונחשולים פירוקלסטיים – שחומם עשוי להגיע ל-1,500 מעלות צלזיוס ומהירותם למאות קילומטרים לשעה.
סופרייר הילס.
ב-18 ביולי 1995 החלה התפרצות הר הגעש סופרייר הילס בדרום האי הקריבי מונטסראט, לאחר שלא היה פעיל מאז המאה ה-19. התמוטטות עמוד ההתפרצות גרמה להיווצרותם של זרמים ונחשולים פירוקלסטיים, שחלקם הפכו במהרה ללהארים – זרמי מים מעורבים באפר געשי. אזור נרחב בדרום האי פונה מתושביו, כמו גם הבירה פלימות' שכוסתה בכמה מטרים של משקעים געשיים. פעילותו של הר הגעש נמשכה אל תוך העשור השני של המאה ה-21, וסמוך לו הוקם מצפה המופעל על ידי המכון הגאולוגי הבריטי (British Geological Survey).
מאיון.
אירועים דומים נרשמו בהר הגעש מאיון בפיליפינים. ב-1984 פונו מבתיהם 73 אלף בני אדם בדרום-מזרח האי לוזון, וכתוצאה מכך לא נרשמו אבדות בנפש במהלך ההתפרצות. ב-1993 גרמו זרמים פירוקלסטיים למותם של 77 בני אדם. באוגוסט 2006 שוב פונו מבתיהם עשרות אלפי בני אדם במהלך התפרצות. ב-30 בנובמבר אותה שנה יצרה סופת הטייפון דוריאן להארים באפר הגעשי שהצטבר במורדות ההר בהתפרצות שהתרחשה אותה שנה בחודש אוגוסט ויותר מ-1,200 בני אדם מצאו בהם את מותם.
וזוב.
גם עמוד ההתפרצות שהתנשא מעל וזוב בשנת 79 התמוטט במהלך הלילה שבין ה-24 וה-25 באוגוסט. כתוצאה מהתמוטטותו נוצרו זרמים פירוקלסטיים מהירים שחומם מאות מעלות, וקברו תחתם את הערים פומפיי, הרקולנאום, סטאבייה ואופלונטיס. בני אדם ובעלי חיים שלא נמלטו בשלבי ההתפרצות הראשונים מתו מיד תוך צריבת ריאותיהם וחנק.
פליניוס הצעיר – שהיה עד גם לאירועים אלה – כתב עליהם במכתבו השני לטקטיוס:
מרסל אלכסנדר ברטראן
מרסל אלכסנדר ברטראן (בצרפתית: Marcel Alexandre Bertrand; 2 ביולי 1847 – 13 בפברואר 1907) היה גאולוג צרפתי.
חייו ועבודתו.
ברטראן, בנו של המתמטיקאי ז'וזף ברטראן, נולד בפריז ב-1847 והחל את לימודיו באקול פוליטקניק ב-1867. שנתיים אחר כך למד באקול דה מין (École Nationale Supérieure des Mines de Paris - בית הספר למהנדסי מכרות, המשתייך לגרנד אקול והיום מכשיר מהנדסי תעשייה). עם סיום לימודיו עבד בכמה משרות במזרח צרפת, והחל ב-1877 הוא הצטרף למיזם המיפוי הגאולוגי של צרפת. בתפקידו זה ביצע מיפוי גאולוגי של אזורים בפרובאנס, בהרי היורה ובאלפים. ב-1886 הוא קיבל משרת פרופסור לגאולוגיה ב"אקול דה מין" שבו הוכשר. ב-1896 הוא נבחר לאקדמיה הצרפתית למדעים במקומו של לואי פסטר שמת שנה קודם לכן.
ברטראן הוא בין האבות המייסדים של הטקטוניקה המודרנית. תרומותיו העיקריות היו "תאוריית הגל" בתחום האורוגנזה (היווצרות ההרים) והשערת הגלישון. ברטראן הקדיש שמונה שנים לחקר הסטרטיגרפיה של הרי היורה בתחום צרפת. ממחקריו עלה הצורך למצוא מנגנון שיסביר את נוכחותם של "פגמים", "ליקויים" ו"עיקומים" שנמצאו בהרים סמוך לבזאנסון. ממחקר דומה בהעתק גלרוס הסיק ברטראן כי מדובר בהעתק הפוך שהסיט את המסלע ב-40 קילומטרים, והניח כי מנגנון זה יצר את האלפים. את תוצאות מחקריו פרסם ב-1884 במאמר "דיווח על מבנה האלפים של גלרוס ואגן הפחם הצפוני".
לגלישונים קרא ברטראן "Nappe" – (בצרפתית: מפת שולחן), לתופעה עצמה - "Nappe de charriage", ופיתח את התפיסה לפיה הן נוצרות בתהליכי קימוט והעתקה. תאוריית הגל שלו תיארה בנייה של קמטים מאסיביים של קליפת כדור הארץ הנמשכים על פני עידנים גאולוגיים רציפים הקרויים תקופות האורוגנזה הקלדונית, ההרציניאנית, והאלפינית. מאוחר יותר הוא הוסיף את התקופה ההורוניאנית שהתרחשה בעידן הפרקמבריון.
ב-1886 זכה ברטראן בפרס ואיאן (Prix Vaillant) מטעם האקדמיה למדעים של צרפת. ב-1888 זכה ברטראן בפרס פונטאן (Fontannes) מטעם החברה הגאולוגית של צרפת (Société géologique de France). ב-1890 זכה שוב בפרס ואיאן, וב-1893 בפרס פטי ד'אורמואה (Petit d'Ormoy).
ברטראן נישא ב-1886 למטילדה מסקאר (Mascart Matilda) בתו של הפיזיקאי אֶלֶתֵר מסקאר (Éleuthère Mascart). לזוג נולדו חמש בנות. הבכורה, ז'אן (Jeanne), נהרגה לנגד עיניו במפולת סלעים ב-1900, בהיותה בת 13, והוא התקשה להתאושש מהמהלומה. מרסל ברטראן נפטר בפריז ב-1907, ארבעה חודשים לפני הגיעו לגיל 60.
עוף ירושלים
עוף ירושלים היא חברה ישראלית העוסקת בשחיטת עופות ושיווקם.
היסטוריה.