Острая и агрессивная пыль

ТЕКСТ: Александра Борисова

ФОТО: nasa.gov

Вулканическая пыль, выброшенная около года назад в атмосферу вулканом Эйяфьядлаёкюдль, была опасна как для транспорта из-за наличия в ней очень твердых и острых частиц, так и для людей из-за содержания агрессивных солей, легко переходящих в окружающую водную фазу. Таковы результаты микроскопического исследования пепла, проведенного в Копенгагене.

Исландский вулкан с трудновыговариваемым названием Эйяфьядлаёкюдль пережил массивное извержение в апреле 2010 года. Тогда турбинная авиация оказалась беззащитной против мельчайших частиц вулканической пыли, и европейские регуляторные органы полностью закрыли воздушное пространство над континентом на несколько дней. Зола могла повредить обшивку самолетов, а при попадании в двигатель через турбины привести их в негодность – тогда трагедии не избежать.

Детальное микроскопическое исследование частиц пыли показало, что год назад решение авиационных регуляторов было совершенно правильным.

Авторский коллектив из Университета Копенгагена и Университета Исландии публикует свою работу в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Сразу после начала извержения исландские вулканологи Сигурдур Гисласон и Хельги Альфредссон добрались до вулкана и забрали пробы вулканического пепла. Уже через несколько часов это стало невозможным: извержение растопило шапку ледников вулкана, и воды смыли дорогу.

Полученные образцы были отправлены в лабораторию Сьюзен Стипп в Копенгагене, где были проведены дальнейшие исследования. Геологическая лаборатория специализируется на изучении потоков мелких частиц в окружающей среде. Вместе с пылью Эйяфьядлаёкюдль была проанализирована другая группа вулканических частиц, собранных при извержении 12 годами ранее.

Детальное исследование формы, состава, распределения по размерам частиц подтвердили, что они представляли серьезную опасность. С помощью сканирующей электронной микроскопии удалось на нанометровом уровне изучить и состав солей, покрывавших частиц, а также определить массу адсорбированных веществ с точностью до пикограмма.

Оказалось, что частицы пыли имели очень острые края, то есть обладали абразивными свойствами.

Эти свойства сохраняли частицы во всем интервале размеров – от субмиллиметрового до десятков нанометров. Края оставались острыми и при двухнедельной обработке водой.

Неорганические вещества, покрывавшие частицы, имели в своем составе агрессивные хлор, фтор и мышьяк. Промывание частиц водой моделировало воздействие воды в атмосфере и на поверхности Земли. Оказалось, что соли очень быстро переходят в раствор – часто для этого достаточно 15 секунд. Эти результаты помогут ученым оценивать степень опасности пепла для питьевой воды, считает Стипп.

Дальнейшее промывание частиц обессолило их, однако края остались такими же острыми.

«Края частиц не смягчились даже при перетирании их друг о друга»,

– отметила Стипп.

Пепел извержения Эйяфьядлаёкюдля 14 апреля 2010 года оказался более абразивным и мелким, чем контрольный образец, собранный 12 лет назад (следовательно, он и более опасен).

Результатом работы стало не только детальное изучение вулканической пыли извержения прошлого года, но и

разработка регламента, позволяющего оценивать и анализировать степень опасности частиц того или иного типа, которые будут выброшены при будущих извержениях.

Другие лаборатории смогут оценить риски пепла как для авиации, так и для экологии и здоровья людей, пользуясь этой методикой, считают авторы работы.