Scientific Reports 13권, 기사 번호: 5622(2023) 이 기사 인용
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희석된 화쇄암 밀도 흐름은 화산 주변에 막대한 파괴와 사망률을 초래할 수 있으며, 온도는 화산의 치명적인 힘을 평가하는 데 중요한 매개변수입니다. 고대 헤르쿨라네움(Herculaneum)의 탄화 목재에 대한 반사 분석을 통해 79CE 베수비오(Vesuvius) 폭발 당시 건물과 인간에게 영향을 미친 열 현상을 새롭게 재구성할 수 있었습니다. 여기에서 우리는 마을에 처음으로 유입된 PDC가 555~495°C의 온도를 지닌 단명한 화산재 구름 급증이었으며 사람들의 즉각적인 사망을 초래할 수 있고 땅에 불과 몇 데시미터의 화산재만 남길 수 있음을 보여줍니다. 고농도 전류로부터 분리된 것으로 해석한다. 도시를 점진적으로 매몰시킨 후속 화쇄류는 대부분 465~390°C와 350~315°C 사이의 낮은 온도에서 더 높은 농도의 PDC였습니다. 목탄은 여러 번의 일시적인 극한 열 현상을 기록할 수 있는 유일한 프록시임이 입증되어 79CE 폭발의 실제 열 영향을 처음으로 드러냈습니다. 고대 및 최근 화산 폭발 중에 생성된 희석된 PDC에 대해 문서화된 치명적인 영향은 이러한 위험이 베수비오 및 기타 지역에서 더 큰 고려가 필요함을 시사하며, 특히 일시적이지만 건물을 심한 열에 노출시킬 수 있는 뜨거운 분리된 화산재 구름 급증과 관련된 과소평가된 위험을 시사합니다. 피해와 인명 피해.
희석된 화쇄암 밀도 흐름은 가장 치명적인 화산 현상 중 하나입니다. 이는 매우 난류가 많은 지면을 껴안는 화쇄류(PDC)로서, 분출구에서 희석된 서지(특히 용암성 분출 중)로 시작될 수 있거나 계곡에 갇힌 고농축 기저 저류와 연관될 수 있으며 독립적으로 분리되어 이동할 수 있습니다. , 거친 지형에서도 경로를 예측하기가 매우 어렵습니다1,2,3. 희석된 PDC는 1902년 5월 8일 마르티니크의 세인트 피에르에서 거의 30,000명이 즉시 사망한 사건4,5,6 또는 1991년 9월 15일 일본 운젠 산에서 발생한 것과 같은 가장 치명적인 화산 재해 중 일부에 책임이 있습니다. 44명이 사망한 사건7,8 또는 2010년 11월 5일 인도네시아 메라피에서 200명 이상이 사망한 사건9,10이 있습니다.
희석된 PDC로 인한 사상자 및 부상을 유발하는 주요 요인은 (1) 고온으로 인한 화상11,12,13,14,15,16,17, (2) 동적 압력4,6; (3) 산성 가스 부상18, (4) 재 흡입으로 인한 질식14,19.
낮은 밀도와 난류로 인해 희석된 PDC는 주변 공기와 빠르게 혼합되는 경향이 있으며 초기 온도를 빠르게 소산하므로 거의 희석되지 않은 PDC는 고온과 관련됩니다. 대조적으로, 화산재 구름 서지2,3로 알려진 고농도 흐름을 포함하는 희석된 PDC는 열적으로 보존적이며 지속적으로 전달되는 고농도 기저 흐름23과 결합되는 한 매우 높은 온도를 유지할 수 있습니다. 질량과 열에너지 모두 상승합니다11,23. 이는 지형적 영향(예: 2,3)으로 인해 화산재 구름 서지의 분리가 발생하는 경우, 심지어 먼 곳(예: 14, 24)에서도 초기 온도가 모 기저 고농도만큼 높을 수 있음을 의미합니다. 현재의.
그러나 일단 분리되고 묽은 난류의 화산재 구름 해일은 수명이 짧은 사건으로, 이륙하기 전에 땅에 불과 몇 센티미터의 화산재만 남기는 경우가 많으며, 즉시 보존적으로 다른 사람에 의해 매장되지 않는 한 지질 기록에 보존 가능성이 거의 없습니다. 동일한 폭발의 퇴적물(예: 낙하 및/또는 비침식성 PC 퇴적물). 보존 가능성이 거의 없기 때문에 이러한 종류의 퇴적물 및 관련 현상1,2,3,5,6,7,25,26,27,28에 대한 연구가 제한되어 있으며 화산재 구름 급증 위험이 과소평가될 가능성이 있습니다. 특히 열 영향에 대해.
450 °C) and lower (down to < 240 °C) temperature outliers have also been documented13,17,36,37, the latter especially where PCs interacted with edifices, either intact or collapsed, and seawater. However, none of the above-mentioned studies and methods have directly targeted the temperature of the poorly preserved early diluted PDCs that entered Herculaneum, instantly killed the people and barely buried their corpses13,14,15,16./p> 550 °C event was later followed by the succession of PCs which finally buried the town under 20 m thick volcanic deposits (Fig. 1e). These later flows were characterized by lower temperatures as testified by the presence of multiple modes within the same charcoal sample from which we inferred at least two carbonization events at temperatures ranging from 390 to 465 °C and from 315 to 350 °C, respectively. The lower temperatures of these later events can be explained by the progressive involvement of ground water during the course of the eruption (see phreatomagmatic phase31; Fig. 1e)./p> 550 °C short lived diluted PDC event leaving only a thin ash layer on the ground, and later followed by the deposition of lower temperature but thicker pyroclastic deposits, allows to understand the conditions for the formation and preservation of a vitrified brain recently discovered within a victim's skull in the Collegium Augustalium17. The transformation into glass of fresh cerebral tissue in a hot environment is only possible if two conditions are met: (1) the heating event is short-lived, so that the tissue is not fully vaporized15, and (2) once the diluted PDC has vanished, the body is not fully entombed in a hot deposit, a necessary condition to allow the very rapid cooling required to attain vitrification17,66. This allows to recognize that S1 was an ephemeral, extremely hot, dilute event, and that a sufficient time interval occurred for the fast cooling of the body still partly exposed to air before the following PCs progressively entered and covered the town. The lower temperature of these later PC deposits explains the preservation of the vitrified brain, as well as of the high reflectance values within polymodal distributions. If subsequent PC were at higher temperatures, the vitrified brain would have been reheated above the glass transition temperature and gone lost in its neuronal ultrastructure, which is instead integrally preserved32, as well as the charcoal fragments would had been totally reset at higher, unimodal Ro values./p> 550 °C by high reflectance values in polymodal charcoal datasets, whereas all other paleo-thermal data from the rest of the pyroclastic sequence indicate lower temperatures of diachronic processes related to the later burial of the town34,36,37,65,66./p>> 550 °C) source of the ash cloud. (c) B–B′ longitudinal reconstruction (not to scale) of the S1 ash cloud engulfing the city at T > 550 °C and its interaction with seawater along the pre-eruptive shoreline, rapidly slowing the velocity and reducing the temperature (350–400 °C)./p> 550 °C ash-cloud temperature measured upstream at the Collegium Augustalium and the Decumanus Maximus. The scattered preservation of bone collagen does not appear to be evidence of a low temperature of the ash cloud surge as claimed by some author33, but it seems to be related to the amount of heat transfer the victims' bodies and bones were exposed to during the short-lived ash cloud event. Actually, the greater or lesser extent of heat effects on the skeleton, or even on a single bone element, has been shown to be closely related to the lesser or greater crowding of victims inside the Fornici, and also amount of fleshy mass present in different anatomical districts, even at the level of a single bone15,16. However, the persistence of proteins such as collagen and other organic components of bones at Herculaneum is most likely independent by exposure to more or less intense heat but can be rather correlated to the burial environment in which the victims’ skeletons were embedded until their discovery after about 2000 years70. At Herculaneum, after sudden death and rapid thermally induced soft tissue vanishing, the skeletons were buried in an alkaline, anoxic soil permanently waterlogged70, environment able to inhibit chemical changes from microbial attack71,72 thus allowing long-term survival of organic matter in the bone./p> 500 °C, leaving almost no deposit but killing the people there13,14. The interaction of the ash cloud surge and seawater caused the surge inflation and the settling of cooled ash immediately after, which then embedded the skeletons of the people already killed instantly by the extreme heat (Fig. 3b A–A′ profile). This interpretation explains the apparent disagreement of recorded temperatures at the seashore and also the difference in thickness of S1, which is maximum 20 cm thick in town, whereas it reaches 50 cm along the pre-eruption coast (up to 150 cm in the Fornici according to30), where deposition was controlled by the slowed and cooled water-mixed ash cloud./p>2.3.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0016-7606%281990%29102%3C1038%3ATADOAP%3E2.3.CO%3B2" aria-label="Article reference 1" data-doi="10.1130/0016-7606(1990)1022.3.CO;2"Article ADS Google Scholar /p>2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0091-7613%281980%298%3C472%3ADOSPMB%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 4" data-doi="10.1130/0091-7613(1980)82.0.CO;2"Article ADS Google Scholar /p>2.0.CO;2" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1130%2F0016-7606%281987%2999%3C303%3ATVICHA%3E2.0.CO%3B2" aria-label="Article reference 45" data-doi="10.1130/0016-7606(1987)992.0.CO;2"Article ADS Google Scholar /p>
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