🌋 Модель лахару (вулканічного грязьового потоку)

Лахар — це швидкоплинна суміш вулканічних уламків (попелу, пемзи, каміння) і води, що тече вниз річковими долинами, які дренують вулкан. Він густіший і в'язкіший за звичайну повінь — часто його порівнюють з мокрим бетоном — і може пройти десятки кілометрів від свого джерела.

Три основні тригери: виверження, що плавить сніг або льодовиковий лід на вершині, раптовий прорив кратерного озера, або інтенсивні дощі, що ремобілізують пухкий попіл і пірокластичні відклади на схилах вулкана — іноді задовго після самого виверження.

Вищий вміст води знижує межу текучості суміші, тому змодельований потік рухається швидше, розтікається тонше й ширше та виглядає більш сіро-блакитним. Нижчий вміст води утримує більше уламків у завислому стані, створюючи повільніший, густіший, коричневіший потік, що відкладає глибший мул — віддзеркалюючи реальну поведінку гіперконцентрованого потоку порівняно з селевим потоком.

Він приблизно відображає загальний обсяг мобілізованого матеріалу в мільйонах кубічних метрів (млн м³). Більші обсяги активують більше частинок, поширюються далі за береги русла й дають ширшу оцінну ширину затоплення, подібно до того, як більші лахари переливаються через свої русла й засипають ширші території.

Модель зменшує швидкість потоку, коли долина вирівнюється, відповідно до реальних лахарів: вони найшвидші й найтурбулентніші на крутих верхніх схилах поблизу жерла, а потім сповільнюються та відкладають осад, коли ухил падає на віддалених рівнинах і конусах виносу.

Вони ілюстративні, але базуються на реальних діапазонах — історичні лахари досягали 20–40 м/с (70–140 км/год) на крутих верхніх ділянках русла й проходили десятки кілометрів, що відповідає таким подіям, як лахари Невадо-дель-Руїс 1985 року, що досягли Армеро, Колумбія, менш ніж за три години.

Коли Невадо-дель-Руїс вивергнувся 13 листопада 1985 року, гарячий пірокластичний матеріал розплавив частину його льодяної шапки. Утворені лахари промчали вниз долиною Лагунільяс і засипали місто Армеро метрами мулу й уламків, убивши понад 20 000 людей — одна з найсмертоносніших вулканічних катастроф XX століття.

Це навчальна, якісна модель, а не калібрований гідравлічний розв'язувач: вона не розв'язує повні рівняння неньютонівської реології, які використовують вулканологи, але відтворює правильні співвідношення між вмістом води, обсягом, ухилом і поведінкою потоку, що роблять лахари такою серйозною небезпекою.