Pyroclastic Flow là gì? Sát Thủ Tự Nhiên

Nhắc đến thảm họa núi lửa, hầu hết chúng ta hình dung ngay những dòng dung nham đỏ rực chảy cuồn cuộn xuống sườn núi. Nhưng khi đọc về các thảm họa núi lửa lớn trong lịch sử, chúng tôi nhận ra sát thủ thực sự thường không phải dung nham. Dung nham di chuyển khá chậm, nhiều khi người ta có thể đi bộ để tránh. Thủ phạm gây ra nhiều thương vong nhất là một hiện tượng chớp nhoáng và tàn khốc hơn rất nhiều, được gọi là dòng mạt vụn núi lửa, hay pyroclastic flow.

Dòng Mạt Vụn Núi Lửa (Pyroclastic Flow) Là Gì?

Dòng mạt vụn núi lửa là hỗn hợp nóng của khí núi lửa, tro, đá bọt (pumice) và các mảnh đá vỡ, lao xuống sườn núi với tốc độ rất cao trong các vụ phun trào bùng nổ. Thuật ngữ tiếng Anh pyroclastic bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, nghĩa là "lửa" và "vỡ vụn", mô tả đúng bản chất của những vật liệu hình thành khi magma và đá bị nghiền nát bởi vụ nổ.

Khác với dung nham là chất lỏng, dòng mạt vụn núi lửa hoạt động giống một trận tuyết lở bằng lửa. Theo Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), phần lớn dòng chảy gồm hai phần: một lớp đáy chứa các mảnh đá thô chảy sát mặt đất, và một đám mây tro cuộn xoáy bốc lên phía trên. Dòng chảy thường đi theo các thung lũng và rãnh trũng quanh núi lửa. Lớp khí nóng nằm giữa các hạt giúp cả khối vật chất khổng lồ này trượt đi với ma sát rất thấp.

(Xem thêm: Fuego Là Núi Lửa Gì? Điều Cần Biết Cơ Chế Hủy Diệt Của Nó)

Dòng Mạt Vụn Núi Lửa Khác Gì Dung Nham Và Lahar?

Nhiều người dễ nhầm các hiện tượng này với nhau, nên chúng tôi đặt cạnh nhau để bạn dễ so sánh.

• Dung nham: đá nóng chảy, di chuyển chậm, thường vài km mỗi giờ. Người ta có thể sơ tán kịp nếu có cảnh báo, nhưng nhà cửa và đất canh tác vẫn bị phá hủy.
• Dòng mạt vụn núi lửa: hỗn hợp khí, tro và đá nóng, di chuyển với tốc độ cao, gần như không để lại thời gian phản ứng.
• Lahar: dòng bùn đá núi lửa, thường sinh ra khi mưa lớn hoặc tuyết tan trộn với tro và vật liệu rời. Dòng mạt vụn đôi khi là nguyên nhân gián tiếp tạo ra lahar khi nó làm tan băng tuyết trên đỉnh núi.

Ngoài ra còn có khái niệm pyroclastic surge, tức dạng dòng mạt vụn loãng và rối hơn. Surge có thể vượt qua đồi thấp, trong khi dòng mạt vụn đặc thường bị giới hạn trong các thung lũng.

Vì Sao Dòng Mạt Vụn Núi Lửa Được Coi Là Kẻ Hủy Diệt Khó Thoát?

Sự đáng sợ của hiện tượng này đến từ hai yếu tố vật lý vượt quá sức chịu đựng của bất kỳ sinh vật nào.

• Tốc độ rất cao: theo USGS, dòng mạt vụn thường di chuyển từ khoảng 80 đến 160 km/h, và những dòng nhanh nhất có thể đạt tới khoảng 700 km/h tùy khối lượng vật liệu, tỷ lệ chất rắn và khí, nhiệt độ và độ dốc. Trong đợt phun trào năm 1902 ở núi Pelée, đám mây tro nóng quét vào thị trấn Saint-Pierre với tốc độ ước tính từ khoảng 160 km/h trở lên. Không phương tiện nào chạy đua nổi với tốc độ đó trên địa hình đồi núi.
• Nhiệt độ cực cao: nhiệt độ của đá và khí bên trong thường nằm trong khoảng 200 đến 700 độ C. Ở mức này, vật liệu dễ cháy bốc lửa, băng và tuyết tan chảy, còn con người bị bỏng nặng hoặc tổn thương đường hô hấp khi hít phải tro và khí nóng.

Điều đáng lưu ý là ngay cả dòng chảy nhỏ chỉ đi được dưới 5 km từ núi lửa cũng có thể phá hủy nhà cửa, rừng và đất canh tác. Ở rìa dòng chảy, người và động vật có thể bị thương nặng hoặc tử vong vì bỏng và hít phải khí nóng, dù không bị cuốn trực tiếp.

Dòng Mạt Vụn Núi Lửa Hình Thành Như Thế Nào?

Hiện tượng này thường xuất hiện trong các vụ phun trào có tính bùng nổ cao, như kiểu Plinian, kiểu Pelée hoặc kiểu Vulcanian, và hình thành qua một số cơ chế chính.

• Cột phun sụp đổ: trong vụ phun trào dữ dội, một cột tro và khí khổng lồ bị đẩy lên rất cao. Khi lực đẩy từ miệng núi yếu đi, hoặc hỗn hợp trở nên quá nặng để tiếp tục bay lên, cột vật chất sụp xuống, dội ngược về mặt đất và lan ra các sườn núi.
• Vòm dung nham sụp đổ: magma đặc, độ nhớt cao thường dồn ứ ở miệng núi và tạo thành vòm dung nham (lava dome). Khi vòm quá dốc, mất ổn định hoặc bị áp suất khí bên dưới xé toạc, nó vỡ vụn và trào xuống chân núi.
• Vụ nổ hướng ngang: một số dòng mạt vụn hoặc surge đặc biệt nhanh sinh ra từ vụ nổ có hướng ngang từ miệng núi, như trong vụ phun trào núi St. Helens năm 1980.

Những Thảm Họa Dòng Mạt Vụn Núi Lửa Trong Lịch Sử

• Pompeii và Herculaneum (năm 79 sau Công nguyên): núi Vesuvius ở Ý phun trào kiểu Plinian. Các dòng mạt vụn và surge tràn xuống hai thành phố, giết chết hàng nghìn người và chôn vùi họ dưới lớp tro. Những chiếc khuôn thạch cao đổ vào các khoảng trống mà thi thể để lại vẫn giữ nguyên tư thế cuối cùng của họ cho đến ngày nay.
• Núi Pelée, Martinique (năm 1902): một đám mây tro nóng quét qua thành phố Saint-Pierre chỉ trong vài phút. Gần 30.000 người thiệt mạng, và chỉ một số rất ít người sống sót, trong đó có một tù nhân bị giam trong phòng giam dưới lòng đất.
• Núi St. Helens, Hoa Kỳ (năm 1980): ít nhất 17 dòng mạt vụn riêng biệt trượt xuống sườn núi trong ngày 18 tháng 5. Các dòng này tập trung trong một vùng hình quạt mở ra phía bắc miệng núi lửa.

Những cái tên này nhắc chúng tôi nhớ rằng hậu quả của dòng mạt vụn núi lửa không chỉ là con số thương vong. Chúng còn là những thị trấn từng tấp nập bị xóa sổ chỉ trong thời gian ngắn hơn một bữa ăn.

Hiểm Họa Thứ Cấp Đi Kèm

Dòng mạt vụn núi lửa không chỉ gây thiệt hại trực tiếp. Khi nó trượt qua băng, tuyết hoặc sông suối, quá trình tan chảy và trộn lẫn có thể tạo ra lũ đột ngột và lahar tràn xuống hạ lưu. Đám mây tro bốc lên phía trên dòng chảy còn có thể rơi tro trên diện rộng theo hướng gió, ảnh hưởng đến sức khỏe, mùa màng và hàng không.

Làm Gì Để Giảm Rủi Ro?

Vì tốc độ và nhiệt độ của dòng mạt vụn núi lửa, cách bảo vệ hiệu quả nhất là rời khỏi vùng nguy hiểm trước khi nó xảy ra.

• Tuân thủ lệnh sơ tán: nếu núi lửa đang hoạt động và chính quyền ban bố cảnh báo, hãy rời đi ngay. USGS khuyến cáo nếu bạn nhìn thấy dòng mạt vụn, hãy chạy theo hướng ngược lại nhanh nhất có thể.
• Tôn trọng vùng cấm: các nhà núi lửa học thiết lập vùng cấm rộng quanh núi khi hệ thống địa chấn và quan trắc biến dạng ghi nhận dấu hiệu bất thường. Việc vào vùng này, nhất là để chụp ảnh hoặc leo núi, có thể gây chết người.
• Theo dõi nguồn chính thức: chỉ dựa vào cơ quan núi lửa và phòng chống thiên tai của địa phương để biết mức cảnh báo hiện hành.

Câu Hỏi Thường Gặp

• Pyroclastic flow là gì? Là hỗn hợp khí nóng, tro, đá bọt và mảnh đá vỡ lao xuống sườn núi lửa với tốc độ cao trong các vụ phun trào bùng nổ, còn gọi là dòng mạt vụn núi lửa.
• Dòng mạt vụn núi lửa nóng đến mức nào? Theo USGS, nhiệt độ bên trong thường nằm trong khoảng 200 đến 700 độ C.
• Có thể chạy thoát khỏi dòng mạt vụn núi lửa không? Rất khó. Tốc độ thường từ vài chục đến hàng trăm km/h, nên cách an toàn là sơ tán sớm khi có cảnh báo.
• Dòng mạt vụn núi lửa hình thành từ đâu? Chủ yếu từ sự sụp đổ của cột phun, sự sụp đổ của vòm dung nham, hoặc vụ nổ hướng ngang.
• Dòng mạt vụn núi lửa khác gì lahar? Dòng mạt vụn là hỗn hợp nóng của khí và đá, còn lahar là dòng bùn đá có nước, thường sinh ra do mưa lớn hoặc băng tuyết tan.

Kết Luận

Hiểu rõ dòng mạt vụn núi lửa là gì giúp chúng ta nhìn nhận đúng sức mạnh của núi lửa: nguy hiểm nhất không phải thứ trông dữ dội nhất, mà là thứ di chuyển nhanh đến mức con người không kịp phản ứng. Đó cũng là lý do vì sao các nhà núi lửa học luôn thiết lập vùng cấm rộng ngay khi hệ thống quan trắc ghi nhận dấu hiệu bất thường. Với chúng tôi, bài học lớn nhất từ Pompeii hay Saint-Pierre rất đơn giản: khi có cảnh báo, hãy đi, đừng đợi nhìn thấy.

Nguồn tham khảo:

• U.S. Geological Survey, Volcano Hazards Program: Pyroclastic flows move fast and destroy everything in their path
• U.S. Geological Survey: Pyroclastic flows (Mount St. Helens)