Opady piroklastyczne tworzą materiały piroklastyczne transportowane przez atmosferę (lub wodę) w suspensji lub balistycznie i osadzane grawitacyjnie na lądzie lub w wodzie.
Transport w zawieszeniu jest możliwy dzięki eksplozywnemu wyrzutowi gazów z komina wulkanicznego oraz wznoszeniu się do góry gorącego powietrza w kolumnie erupcyjnej, a następnie działalności wiatru. Transportowi temu podlega drobno uziarniona tefra (głównie popioły wulkaniczne), która wypada z kolumn erupcyjnych lub z fal i spływów piroklastycznych po zakończeniu oddziaływania czynników podtrzymujących jej unoszenie się.
Rozprzestrzenienie tefry jest uwarunkowane nie tylko eksplozywnością erupcji (czyli wysokością kolumny erupcyjnej i ilością wyrzuconych materiałów piroklastycznych), lecz także kierunkiem wiatru, zwłaszcza na wysokości 4-13 km, do której sięga większość współczesnych kolumn erupcyjnych. Jeśli kolumna erupcyjna dotrze do tropopauzy (na wysokość kilkunastu km), popioły wraz z aerozolami kwasów i soli powstałych wskutek reakcji gazów wulkanicznych z otoczeniem, mogą rozprzestrzenić się globalnie, hamując dopływ promieni słonecznych do powierzchni ziemi. W 1883 r. kolumna erupcyjna z wulkanu Krakatau (Indonezja), osiągnęła wysokość ponad 50 km, a jej popioły i aerozole w ciągu 13 dni okrążyły całą ziemię, obniżając globalną temperaturę powietrza o 0,5°C na kolejnych 5 lat. Osady popiołów po tej erupcji zidentyfikowano na obszarze 800 tys. km2.
Zniszczenia budynków i roślinności przez opad popiołu po erupcji Pinatubo (Filipiny, 1991). Fot. Willie Scott. Źródło: Wikimedia Commons
Transport balistyczny obejmuje głównie bomby i bloki wulkaniczne. Materiały te spadają blisko wulkanu tylko w czasie erupcji, w odróżnieniu od drobnej tefry (popiołów i drobno uziarnionych lapilli), której największy wysyp przypada zazwyczaj na czas erupcji, lecz ich dalszy opad jest rozciągnięty w czasie.
Temperatura opadów piroklastycznych jest na ogół niższa od temperatury spływów piroklastycznych i towarzyszących im fal, lecz czasami tefra bywa na tyle gorąca, że po depozycji ulega spieczeniu. Opady niszczą zatem roślinność i glebę, niekiedy wywołują pożary, uszkadzają mechanicznie pojazdy oraz niszczą ich części wewnętrzne, co wraz z ograniczeniem widoczności przez rozprzestrzeniającą się chmurę erupcyjną stanowi szczególne zagrożenie dla lotnictwa. Popiół może uszkodzić, a nawet zablokować silnik, zniszczyć poszycie samolotu oraz zakłócić działanie czujników prędkości. W 2010 r., po erupcjach wulkanu Eyjafjallajökull (Islandia), olbrzymia chmura popiołu wulkanicznego pokryła obszar prawie całej Europy, a także dotarła do Archipelagu Azorów na Atlantyku i wschodniej Kanady, a z drugiej strony do Kazachstanu i jeszcze dalej, jednakże już w stanie dość rozrzedzonym. Prawie wszystkie państwa europejskie zamknęły na kilka dni całkowicie lub częściowo przestrzeń powietrzną, bądź też ograniczyły loty pasażerskie, podobnie jak Kanada, Rosja i Kazachstan.
Maksymalny zasięg chmury popiołów wulkanicznych po erupcji wulkanu Eyjafjallajökull (Islandia, 2010). Źródło: Wikimedia Commons
Wdychanie długo utrzymującego się w powietrzu drobnego popiołu silnie drażni drogi oddechowe i może prowadzić do uszkodzenia płuc, a otaczające popiół toksyczne związki chemiczne są szkodliwe dla ludzi i jeszcze bardziej dla zwierząt. Największym zagrożeniem dla życia zwierząt są fluorki, wywołujące śmiertelną chorobę zw. fluorozą. Do zatrucia zwierząt fluorem dochodzi już przy zawartości powyżej 250 ppm fluoru na suchej trawie; po erupcji Hekli w 1970 r. fluoroza wystąpiła na obszarach pokrytych 1 mm warstwą tefry. Rozwojowi fluorozy sprzyja rozpuszczalność fluorków w wodzie, powodująca szybką absorpcję fluoru przez rośliny.
Jednym z największych zagrożeń związanych z opadami piroklastycznymi jest duży ciężar osadów tefry, zwłaszcza wtedy, gdy staną się mokre, co się często zdarza wskutek skraplania się pary wodnej pozostałej w atmosferze po erupcjach. Przyczyną większości zniszczeń związanych z opadami jest bowiem zapadanie się dachów budynków pod ciężarem zalegającej na nich mokrej tefry.
dr Elżbieta Jackowicz
Państwowy Instytut Geologiczny
