Największe erupcje wulkanów w historii i skala VEI
Wskaźnik eksplozywności wulkanicznej (VEI) to skala objętości: każdy stopień powyżej VEI 2 oznacza mniej więcej dziesięć razy więcej wyrzuconych skał i popiołu. Oto, co każdy kolejny stopień robi z sąsiednią doliną i z klimatem całej planety.
Trzęsienia ziemi mają magnitudę, a erupcje mają wskaźnik eksplozywności wulkanicznej (Volcanic Explosivity Index, VEI), zaproponowany w 1982 roku przez Chrisa Newhalla z USGS i Stephena Selfa. Wskaźnik pyta, ile materiału wydostało się z wulkanu i jak wysoko poleciało, a odpowiedzi różnią się między sobą nawet sto milionów razy. Dlatego na pytanie o „największą erupcję w historii” jest kilka poprawnych odpowiedzi, z których każda jest dziesięć razy większa od poprzedniej.
Co mierzy wskaźnik eksplozywności wulkanicznej
Skala VEI ma stopnie od 0 do 8 i opiera się głównie na całkowitej objętości tefry, czyli popiołu, pumeksu i okruchów skalnych, a także na wysokości kolumny erupcyjnej. VEI 0 to mniej niż 10 000 m³, VEI 1 zaczyna się od 10 000 m³, a VEI 2 od miliona. Dalej każdy stopień jest dziesięć razy większy od poprzedniego: VEI 5 zaczyna się od 1 km³, VEI 6 od 10, VEI 7 od 100, a VEI 8 od 1 000 km³. VEI 7 nie jest „trochę gorsze” od VEI 5, tylko oznacza sto razy więcej materiału.
Co oznacza każdy stopień
VEI 0–2 to fontanny lawy na Hawajach i wybuchy Stromboli: groźne w promieniu kilku kilometrów, dalej bez znaczenia. VEI 3–4 wyrzuca popiół na wysokość od 3 do 25 km, uziemia samoloty i wciąż potrafi zabijać. Nevado del Ruiz w 1985 roku miało zaledwie VEI 3, ale stopiona czapa lodowa wywołała spływy błotne, które zabiły ponad 23 000 osób. VEI 5 zrywa szczyt góry i pustoszy setki kilometrów kwadratowych. VEI 6 wprowadza do stratosfery tyle materiału, że planeta ochładza się na rok lub dwa. VEI 7 zmienia pogodę na całych kontynentach. VEI 8 zasypuje regiony wielkości państw.
Największe zarejestrowane erupcje wulkanów
Gdy umieścić słynne erupcje na jednej osi, różnice stają się oczywiste. Mount St. Helens jest na samym dole, a Toba była tysiące razy większa.
Nic w historii pisanej nie zbliża się do VEI 8: Tambora to mniej więcej jedna dwudziesta Toby. A największą erupcją XX wieku nie było Pinatubo, tylko Novarupta w 1912 roku: około 13,5 km³ magmy w ciągu 60 godzin na niemal bezludnym skrawku Półwyspu Alaska. Dlatego mało kto o niej słyszał.
Superwulkany: Toba i Yellowstone
„Superwulkan” nie jest terminem formalnym. USGS nazywa tak wulkan, który miał co najmniej jedną erupcję VEI 8, czyli wyrzucił ponad 1 000 km³ materiału w jednym zdarzeniu. Takie erupcje nie budują góry. Opróżniają komorę magmową tak szybko, że grunt zapada się w kalderę o średnicy dziesiątek kilometrów.
Toba, Sumatra
Około 74 000 lat temu Toba wyrzuciła od 2 800 km³ materiału (klasyczny szacunek) do mniej więcej 3 800 km³ magmy (nowa ocena z 2023 roku). Była to prawdopodobnie największa erupcja eksplozywna ostatnich dwóch milionów lat. W jej kalderze leży jezioro Toba o długości około 100 km, a popiół pokrywa warstwą całe Indie. Popularna teza, że wywołana przez nią „zima wulkaniczna” zredukowała ludzkość do kilku tysięcy osób, jest mocno kwestionowana. Osady z jeziora Malawi nie wykazują gwałtownego ochłodzenia we wschodniej Afryce, a stanowiska w Afryce Południowej i Indiach dowodzą, że ludzie żyli tam dalej, mimo opadu popiołu.
Yellowstone: daty erupcji i mapa popiołu
W Yellowstone doszło do trzech erupcji, które utworzyły kaldery. Huckleberry Ridge, 2,08 mln lat temu, wyrzuciła ponad 2 450 km³ materiału i zostawiła kalderę o średnicy około 75 km. Mesa Falls, 1,3 mln lat temu, była stosunkowo skromna, miała 280 km³. Lava Creek, 631 000 lat temu, przekroczyła 1 000 km³ i utworzyła dzisiejszą kalderę Yellowstone. Potem nastąpiło około 80 znacznie mniejszych erupcji, głównie wylewów lawy.
Słynne roczne prawdopodobieństwo kolejnej erupcji tworzącej kalderę, około 1 do 730 000, to po prostu średnia z dwóch odstępów między tymi trzema zdarzeniami. USGS podkreśla, że to stanowczo za mało danych, by cokolwiek przewidywać, że nic nie wskazuje na zbliżającą się katastrofalną erupcję i że w ciągu najbliższych kilku stuleci jest ona mało prawdopodobna. Wulkany nie mają „zaległych” wybuchów.
W modelu USGS z 2014 roku, opisującym erupcję wielkości Lava Creek przy dzisiejszych wiatrach, popiół rozszedłby się mniej więcej po okręgu. W miastach w promieniu 500 km, takich jak Billings i Casper, leżałby warstwą od kilkudziesięciu centymetrów do ponad metra, w Minneapolis i Des Moines kilku centymetrów, a na wybrzeżach wschodnim, zachodnim i nad Zatoką Meksykańską kilku milimetrów. To katastrofa dla regionu, poważne zakłócenia dla całego kraju i skutki klimatyczne na lata, a nawet dziesięciolecia, ale nie koniec świata.
Wywołaj erupcję VEI 8 w Yellowstone →Tambora, 1815: największa erupcja w historii pisanej
Erupcja Tambory na indonezyjskiej wyspie Sumbawa osiągnęła punkt kulminacyjny 10–11 kwietnia 1815 roku. Eksplozje słyszano w Batawii (dziś Dżakarta), ponad 1 200 km dalej, i brano je za ogień armatni. Wulkan wyrzucił około 150 km³ materiału, stracił znacznie ponad kilometr wysokości i pozostawił kalderę o średnicy 6 km.
Spływy piroklastyczne i tsunami zabiły od razu około 10 000 osób, a głód i choroby na Sumbawie i Lomboku pochłonęły znacznie więcej ofiar. Łączne szacunki wynoszą od około 71 000 do 92 000, co czyni tę erupcję najtragiczniejszą w historii. Potem siarka rozeszła się po całym świecie. Rok 1816 przeszedł do historii jako „rok bez lata”: średnia temperatura na świecie spadła o mniej więcej 0,4–0,7 °C, w czerwcu w Nowej Anglii padał śnieg, w całej Europie zawiodły zbiory, a Mary Shelley napisała Frankensteina podczas zimnego, deszczowego lata nad Jeziorem Genewskim. Wszystko to za sprawą VEI 7, czyli jednej dziesiątej supererupcji.
Uruchom erupcję VEI 7 na Tamborze →Krakatau, 1883: jak głośny był wybuch i dlaczego zginęło 36 000 osób
Erupcja Krakatau w cieśninie między Jawą a Sumatrą osiągnęła kulminację rankiem 27 sierpnia 1883 roku. Było to VEI 6, około 20 km³ materiału, a wybuch zniszczył większą część wyspy. Eksplozje słyszano na wyspie Rodrigues, około 4 800 km dalej, w pobliżu Mauritiusa, jako odległy huk dział. Często przytacza się to jako najdalej usłyszany dźwięk w historii. Barografy na całym świecie zarejestrowały falę ciśnienia, która kilkakrotnie okrążyła planetę.
To nie hałas zabijał. Zginęło co najmniej 36 417 osób, w przeważającej większości utopionych przez tsunami wysokie na kilkadziesiąt metrów, które zniszczyły 165 nadmorskich wiosek (zob. najbardziej zabójcze tsunami).
Anak Krakatau, 2018
W 1927 roku w starej kalderze wyłonił się nowy wulkan, Anak Krakatau, czyli „dziecko Krakatau”. 22 grudnia 2018 roku, w trakcie erupcji, część jego zbocza osunęła się do morza. Tsunami uderzyło nocą bez ostrzeżenia w Jawę i Sumatrę i zabiło 437 osób. Stromy wulkan wyspowy nie potrzebuje gigantycznej erupcji, by wywołać śmiercionośne tsunami.
Pinatubo i Hunga Tonga: współczesne olbrzymy
Pinatubo na Filipinach wybuchło 15 czerwca 1991 roku po 500 latach spokoju. Była to druga co do wielkości erupcja XX wieku. Wulkan wyrzucił około 5 km³ magmy (mniej więcej 10 km³ popiołu i pumeksu w postaci osadów), kolumna erupcyjna sięgnęła 35 km, a przechodzący tajfun nasączył popiół wodą tak, że zawaliły się tysiące dachów. Zginęło około 350 osób. Naukowcy z Filipin i USGS przewidzieli erupcję i ewakuowali okolicę, ratując życie co najmniej 5 000 osób.
Pinatubo dało też najczystszy pomiar tego, co erupcja VEI 6 robi z klimatem. Około 15–20 mln ton dwutlenku siarki utworzyło zasłonę wokół globu i w 1992 roku obniżyło średnią temperaturę przy powierzchni Ziemi o około 0,5 °C. Efekt wygasł po 1993 roku.
Zasymuluj Pinatubo z VEI 6 →Hunga Tonga–Hunga Ha'apai, wulkan w większości ukryty pod wodą, eksplodował 15 stycznia 2022 roku. Jego kolumna sięgnęła około 57 km, aż do mezosfery. To najwyższa zmierzona kolumna wulkaniczna. Źródła klasyfikują tę erupcję jako VEI 5 lub 6. Wywołane przez nią tsunami przemierzyły Pacyfik: na Tonga zginęło kilka osób, a w Peru utonęły dwie. Ponieważ erupcja przebiła się przez wodę morską, uwolniła mało siarki, za to około 146 mln ton pary wodnej, czyli mniej więcej 10% całej wody w stratosferze. Dlatego nie pozostawił wyraźnego śladu ochłodzenia.
Wezuwiusz i Pompeje, 79 n.e.
Erupcja, która pogrzebała Pompeje, miała VEI 5, czyli mniej więcej 4 km³ magmy. Kolumna wysoka na ponad 30 km przez większą część dnia zasypywała pumeksem miasto położone 10 km od krateru, aż dachy zaczęły się zapadać. Potem kolumna runęła i zamieniła się w fale piroklastyczne, czyli pędzące tuż nad ziemią lawiny gorących gazów i popiołu. W nocy dotarły do Herkulanum, a następnego ranka do Pompejów, w ciągu kilku minut zabijając wszystkich, którzy tam pozostali.
Data zagłady Pompejów: sierpień czy październik?
Tradycyjna data, 24 sierpnia 79 roku n.e., pochodzi z rękopiśmiennych kopii listów Pliniusza Młodszego. Archeolodzy wciąż jednak znajdowali ślady jesieni, a w 2018 roku odkryli napis węglem drzewnym z datą odpowiadającą 17 października. Węgiel szybko się ściera, więc napis powstał prawdopodobnie kilka dni przed katastrofą. Wielu badaczy skłania się dziś ku dacie 24 października 79 roku n.e., choć spór formalnie nie został rozstrzygnięty.
W Pompejach wydobyto szczątki ponad tysiąca ofiar, a w Herkulanum około 300. Łączna liczba pozostaje nieznana. Dziś w czerwonej strefie Wezuwiusza mieszka około 700 000 osób, a włoski plan zakłada ich ewakuację w ciągu 72 godzin.
Zobacz erupcję VEI 5 na Wezuwiuszu →Mount St. Helens, 1980
18 maja 1980 roku o 8:32 trzęsienie ziemi o magnitudzie 5,1 oderwało wybrzuszone północne zbocze Mount St. Helens. Powstała największa lawina gruzowa w historii pomiarów, o objętości około 2,5 km³. Magma, nagle pozbawiona przykrywy, wystrzeliła w bok z prędkością ponad 480 km/h i powaliła las na obszarze około 600 km². W ciągu 15 minut kolumna popiołu przekroczyła 24 km.
Zginęło pięćdziesiąt siedem osób. Była to erupcja VEI 5 z mniej więcej 1 km³ tefry, czyli jedna tysięczna supererupcji. Ostatnia erupcja wulkanu trwała od 2004 do stycznia 2008 roku. Było to spokojne wyciskanie lawy, które zbudowało w kraterze nową kopułę o objętości około 93 mln m³. Od tamtej pory wulkan milczy.
Kamczatka: pierwowzór bocznego wybuchu
Na rosyjskim Półwyspie Kamczackim jest około 30 czynnych wulkanów. Kluczewska Sopka, wysoka na około 4 750 m, to najwyższy czynny wulkan Eurazji i jeden z najaktywniejszych. Jej sąsiad Biezymiannyj 30 marca 1956 roku zrobił to samo, co St. Helens w 1980 roku: ukierunkowany wybuch zerwał mu szczyt i zbocze, spustoszył około 500 km² i stał się wzorcowym przykładem tego typu erupcji. W kwietniu 2023 roku pobliski Szywiełucz stracił część kopuły lawowej. Popiół wzniósł się na około 20 km, a spływy piroklastyczne dotarły na odległość do 19 km.
Najtragiczniejsze erupcje: wielkość to nie wszystko
Jeśli uszeregować erupcje według liczby ofiar, kolejność się zmienia. Zabija zwykle tsunami, spływ błotny, spływ piroklastyczny wdzierający się do miasta albo głód, który przychodzi później.
Mont Pelée na Martynice miał VEI 4, a jednak 8 maja 1902 roku spływ piroklastyczny w kilka minut dotarł do Saint-Pierre i zabił prawie wszystkich spośród około 28 000 mieszkańców. Nevado del Ruiz z VEI 3 wywołało spływy błotne, które kilka godzin później pogrzebały miasto Armero. Na Unzen w 1792 roku do morza runęła zapadająca się kopuła, a ludzi zabiło tsunami. Mała erupcja tuż obok miasta jest groźniejsza niż gigantyczna na pustkowiu.
Największy wulkan a największa erupcja
Największe wulkany wcale nie mają największych erupcji. Mauna Loa na Hawajach, największy czynny wulkan na Ziemi, ma objętość co najmniej 75 000 km³, mniej więcej dwadzieścia razy więcej niż wszystko, co wyrzuciła Toba. Zbudowały go jednak łagodne wylewy lawy o VEI 0–1. W 2020 roku badacze wykazali, że Pūhāhonu, dawno wygasły wulkan w północno-zachodniej części archipelagu Hawajów, jest mniej więcej dwa razy większy, ma około 148 000 km³ i jest największym znanym wulkanem tarczowym. Masyw Tamu na Pacyfiku ogłoszono w 2013 roku największym pojedynczym wulkanem, ale późniejsze badania magnetyczne wskazują, że powstał na grzbiecie śródoceanicznym, a nie z jednego krateru.
Uruchom VEI 5 i VEI 8 w tym samym miejscu i porównaj zasięgi albo zobacz, jakie erupcje wywołali odwiedzający w ciągu ostatnich 30 dni, na stronie ostatnie symulacje. Inne skale: najsilniejsze trzęsienia ziemi, rozmiary meteorów.
Najczęstsze pytania
Jaka była największa erupcja wulkanu w historii?
W historii pisanej była to erupcja Tambory w Indonezji w 1815 roku: VEI 7, około 150 km³, która wywołała „rok bez lata”. W zapisie geologicznym największa była Toba na Sumatrze około 74 000 lat temu: VEI 8, mniej więcej 2 800–3 800 km³.
Czym jest superwulkan?
To wulkan, który miał co najmniej jedną erupcję VEI 8, czyli wyrzucił ponad 1 000 km³ materiału w jednym zdarzeniu i zamiast stożka pozostawił ogromną kalderę. Przykłady to Yellowstone, Toba i Taupō. Ostatnia supererupcja miała miejsce w Taupō, około 25 500 lat temu.
Czy Yellowstone wybuchnie?
Według USGS nic nie wskazuje na zbliżającą się katastrofalną erupcję, a w ciągu najbliższych kilku stuleci jest ona mało prawdopodobna. Roczne prawdopodobieństwo to mniej więcej 1 do 730 000. Erupcje, które utworzyły tamtejsze kaldery, nastąpiły 2,08 mln, 1,3 mln i 631 000 lat temu.
Jak głośny był wybuch Krakatau?
Eksplozje z 1883 roku słyszano na wyspie Rodrigues, około 4 800 km dalej, jako odległą kanonadę. Barografy na całym świecie zarejestrowały falę ciśnienia, która kilkakrotnie okrążyła Ziemię.
Jaki jest największy wulkan na świecie?
Największym czynnym wulkanem jest Mauna Loa na Hawajach, o objętości co najmniej 75 000 km³. Największym znanym wulkanem tarczowym jest Pūhāhonu, wygasły wulkan hawajski mniej więcej dwa razy większy.
Kiedy ostatnio wybuchła Mount St. Helens?
Od 2004 do stycznia 2008 roku, gdy w kraterze powoli rosła nowa kopuła lawowa. Eksplozywna erupcja z 18 maja 1980 roku miała VEI 5 i zabiła 57 osób.
Źródła
- Newhall i Self (1982): The Volcanic Explosivity Index, JGR
- USGS: Questions about supervolcanoes
- USGS: Summary of Yellowstone eruption history
- USGS: Modeling the ash distribution of a Yellowstone supereruption (2014)
- Lane i in. (2013): popiół z Toby w jeziorze Malawi nie wskazuje na zimę wulkaniczną, PNAS
- Kandlbauer i Sparks (2014): New estimates of the 1815 Tambora eruption volume
- USGS: Which volcanic eruptions were the deadliest?
- Science Advances (2020): tsunami z 22 grudnia 2018 roku wywołane osunięciem zbocza Anak Krakatau
- USGS Fact Sheet 113-97: The cataclysmic 1991 eruption of Mount Pinatubo
- Proud i in. (2022): erupcja Hunga Tonga-Hunga Ha'apai sięgnęła mezosfery, Science
- NASA JPL: Tonga eruption blasted unprecedented amount of water into stratosphere
- USGS: Mount St. Helens 1980 cataclysmic eruption
- USGS Professional Paper 1791: The Novarupta-Katmai eruption of 1912
- Science: Ancient graffiti shifts date of Pompeii's destruction by 2 months
- Dipartimento della Protezione Civile: krajowy plan dla Wezuwiusza
- Smithsonian Global Volcanism Program: Sheveluch (Russia), raport z maja 2023
- USGS: Where is the largest active volcano in the world?
- Garcia i in. (2020): Pūhāhonu: Earth's biggest and hottest shield volcano, EPSL
- Bogojawlenska i Girina, IVS FEB RAS: wulkan Biezymiannyj, 50 lat aktywności (po rosyjsku)