מהו אפר געשי (אפר וולקני), ומדוע הוא מסוכן?

בעקבות סגירתם פעם שניה בתוך שנה של שדות תעופה באירופה בשל התפרצות הר געש באיסלנד, אנו מביאים שוב את ההסבר המדעי על הסיכון שגורם האפר הגעשי למטוסים ולגורמים נוספים

אפר געשי מורכב מחלקיקים זעירים משוננים של סלע זכוכית טבעית המוטלים לאוויר בהתפרצות הר געש. האפר יכול לאיים על בריאותם של אנשים ובעלי חיים, מהווה סכנה למטוסי נוסעים, עלול לגרום נזק למערכות אלקטרוניות ולמכונות ולהפריע לייצור חשמל ולתקשורת. הרוח יכולה לשאת את האפר למרחק קילומטרים רבים, ולהשפיע על איזורים מרוחקים יותר ועל הרבה יותר בני אדם מאשר הנזקים הישירים של ההתפרצויות. גם לאחר שפליטת האפר מהר הגעש מסתיימת, הרוח ופעילות האדם יכולה לגרום לנפילת האפר במשך חודשים ואף שנים ולגרום לנזקים בריאותיים וכלכליים ארוכי טווח.

המקרה של סנט הלנס כדוגמה

בבוקר יום ה-18 במאי 1980, הבחינו תושבים רבים במזרח מדינת וושינגטון שמתחיל להחשיך ושעננים מאיימים מגיעים ממערב. רובם סברו שהעננים היו חלק ממערכת של סופות רעמים גדולות הנפוצות בשלהי האביב. עם זאת, מה שהם לא ידעו היה שבשעה 08:32 התפרץ הר הגעש סנט הלנס וירה סילון עצום של גז ואפר וולקני לגובה של למעלה מ-20,000 מטרים באוויר.

כשהענן נסחף מעליהם, החל ליפול מטר של אפר, שכיסה את האיזור בחשכה למשך כל היום. בתים, חוות ודרכים התכסו במהירות באבק בגובה של 10 סנטימטרים. החלקיקים הקטנים חדרו למכונות ולכל המבנים פרט לאלו האטומים במיוחד. עד סוף היום למעלה מ-500 מיליון טונות של אפר ירדו על חלקים של וושינגטון, איידהו ומונטנה. האפר מנע אפשרות לנסיעות בדרכים במזרח מדינת וושיגנטון עקב ראות לקויה, דרכים חלקלקות ופגיעת האבק במכוניות, פגיעה שהורגשה על ידי כעשרת אלפים בני אדם באיזורים מבודדים ובקהילות קטנות. לכלכה נגרם אובדן של למעלה ממיליארד דולר בשל התפרצות הר הגעש סנט הלנס ב-1980 – מרביתה בשל האפר. אילו היתה מתרחשת כיום התפרצות הר געש בארה”ב הנזק היה גדול בהרבה בשל הגידול באוכלוסיה ובפעילות הכללכית מאז שנות השמונים במערב ארה”ב. שימוש נרחב הרבה יותר במחשבים ובאלקטרוניקה וגידול חד בכמות הטיסות, במיוחד מעל צפון האוקיאנוס האטלנטי גרמו ליותר אנשים וליותר רכוש להיות פגיע להשפעת האפר הוולקני. ידיעת המאפיינים של האפר הוולקני והתכוננות אליו כאשר הר הגעש מראה סימני חוסר מנוחה יכולים להפחית את הנזק הכלכלי ואת ההשלכות הבריאותיות של האפר.

מהו אפר וולקני?

חלקיקים משוננים של סלעים, מינרלים וזכוכית וולקנית העשויה מחול וסחופת בקוטר של 2 מילימטר ופחות הנפלטים מהרי געש נקראים אפר וולקני. הקטנים שבחלקיקים אלה יכולים להיות ברוחב של 0.001 מילימטר). בניגוד לשבבים הנוצרים מחיתוך עץ, עלים או נייר, האפר הוולקני הוא קשה, אינו מתמוסס במים, הוא משונן וגורם לשחיקה וכן הוא משמש מוליך חשמלי טוב כאשר הוא רטוב.

התפרצויות הרי געש מתרחשות כאשר גזים נספגים בסלע מותך (מאגמה) וביחד הם נמלטים מהר הגעש אל האוויר, כאשר מדובר באיזור רטוב, המים גם הם מוסיפים לחגיגה והופכים לקיטור. כוחות ההימלטות גורמים לקריעת הסלעים, והתפרצות הלבה לאוויר שם היא מתקשה ומתגבשת לחלקיקים של סלעים וזכוכית וולקניים. עוצמת ההתפרצות היא כזו שחלקיקי האפר והגז יוצרים עמוד התפרצות עצום, לעיתים בגובה של למעלה מ-10 קילומטרים. רסיסים וסלעים גדולים יותר מ-5 סנטימטר נפלטים ונופלים בסביבה הקרובה, במרחק של קילומטרים ספורים מאתר ההתפרצות, ואולם החלקיקים הדקים יותר נישאים ברוח בצורה הנראית לעין כענן התפרצות. כאשר הענן נע עם הרוח מהר הגעש, נושר האפר הכבד יותר והענן מורכב משכבות אפר דקות יותר. ענן האפר יכול לנוע אלפי קילומטרים ואפילו להקיף את כדור הארץ.

כמה השלכות של האפר הוולקני

כאשר האפר הוולקני מצטבר על בניינים משקלו עלול לגרום לגגות לקרוס, ולהרוג או לפצוע את יושביהם. שכבה יבשה של אפר בעובי 10 סנטימטרים יכולה לשקול עד 100 קילו למ”ר, ואפר רטוב עלול לשקול אף כפול. עוצמת הנזק תלויה בצורת הגג – גגות שטוחים נוטים לקרוס במהירות גבוהה יותר מאשר גגות משופעים.

מכיוון שהאפר הוא מוליך חשמלי, הוא יכול קצר מעגלים ולהשבית רכיבים אלקטרוניים, במיוחד מעגלי מתח גבוה ושנאים. הפסקות חשמל הן דבר נפוץ באיזורים הסובלים מהאפר, ולפיכך מומלץ להתקין מערכות גיבוי חשמליות במתקנים רגישים כגון בתי חולים.

מסתבר שגם התקשורת – לרבות זו הסלולארית עלולות לסבול מפגיעות – כאשר האפר משפיע בכמה דרכים – החל מקצר ציוד קצה ואנטנות שידור, הברקים הנוצרים כתוצאה מפריקת מתח חשמלי פוגעים אף הם וגלי הרדיו מפוזרים או נבלעים בידי החלקיקים החמים והטעונים.

פגיעה במנועי מכוניות ומטוסים

אפר וולקני יכול גרום למנועי בעירה פנימית להתקלקל בגלל סתימת מסנני האוויר הגוררת נזק לחלקים נעים של מנועי כלי הרכב ומכונות, לרבות הממסרים וגלגלי השיניים. מנועי מטוסי סילון עלולים להפסיק לפעול לאחר טיסה בתוך הענן המכיל אפילו אפר דליל. דרכים, כבישים מהירים ומסלולי המראה של שדות תעופה יכולים להפוך למסוכנים ובלתי ניתנים לשימוש בשל החלקלקות שלהם והראות הקרובה לאפס. נהיגה במכונית במהירות של מעל 8 קמ”ש בדרכים באיזור מכוסה אפר משמעותה סכנה ממשית לתאונת דרכים.

האפר גם יכול לסתום מסננים מיזוג קירור למחשבים המבוססות על זרימת אוויר דבר שיגרום למחשבים להתחמם. גם החקלאות עלולה להיות מושפעת מנפילת אפר וולקני, הנזקים לתבואה משתנים בהתאם לעובי שכבת  האפר, סוג הצמחים וגילם, ועיתוי הגשם שבא לאחר מכן. חיות משק, במיוחד בעלי חיים הניזונים מעשב עלולים לסבול מנזקים לבריאות, לרבות התייבשות, רעב והרעלה.

כמו כל זרם חלקיקים הנובע ממקורות אחרים כגון רוח המביאה אבק מהמדבר (כמו שאירע אצלנו בשבוע שעבר), שריפות יער וזיהום אוויר, האפר הוולקני עלול גרום לבעיות בריאת במיוחד לילדים, קשישים ואנשים הסובלים ממחלות לב או ממחלות בדרכי הנשימה כגון אסטמה, ברונכיט כרונית ונפחת (emphysema). לפיכך מומלץ להקשיב לחזאים המעבירים מידע זה לציבור. מדע המטאורולוגיה מאפשר לקבל תחזית שעות ואף ימים לפני הגעת הענן וכך יכולים הנפגעים למזער את הנזקים. השירות הגיאולוגי האמריקני עוקב כל העת אחר למעלה מ-40 הרי געש פעילים בארה”ב.