Volcanic gas
ज्वालामुखीय गैसें सक्रिय (या, कभी-कभी, निष्क्रिय) ज्वालामुखियों द्वारा छोड़ी जाने वाली गैसें हैं। इनमें ज्वालामुखीय चट्टानों में गुहाओं (पुटिकाओं) में फंसी गैसें, मैग्मा और लावा में घुलनशील या विघटित गैसें, या ज्वालामुखीय गड्ढों या छिद्रों से लावा से निकलने वाली गैसें शामिल हैं। ज्वालामुखीय क्रिया द्वारा गर्म किए गए भूजल के माध्यम से भी ज्वालामुखीय गैसों का उत्सर्जन किया जा सकता है। पृथ्वी पर ज्वालामुखीय गैसों के स्रोतों में शामिल हैंः पृथ्वी के आवरण से आदिम और पुनर्नवीनीकरण घटक, पृथ्वी की परत, भूजल और पृथ्वी के वायुमंडल से आत्मसात घटक। ऐसे पदार्थ जो गैसीय हो सकते हैं या गर्म होने पर गैस छोड़ सकते हैं, उन्हें वाष्पशील पदार्थ कहा जाता है। संरचना ज्वालामुखीय गैसों के प्रमुख घटक जल वाष्प (H2O), कार्बन डाइऑक्साइड (CO2), सल्फर या तो सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) (उच्च तापमान वाली ज्वालामुखीय गैसें) या हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) (कम तापमान वाली ज्वालामुखीय गैसें), नाइट्रोजन, आर्गन, हीलियम, नियॉन, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन हैं। ज्वालामुखीय गैसों में पाए जाने वाले अन्य यौगिकों में ऑक्सीजन (उल्का), हाइड्रोजन क्लोराइड, हाइड्रोजन फ्लोराइड, हाइड्रोजन ब्रोमाइड, सल्फर हेक्साफ्लोराइड, कार्बोनिल सल्फाइड और कार्बनिक यौगिक शामिल हैं। विदेशी ट्रेस यौगिकों में पारा, हेलोकार्बन (सी. एफ. सी. सहित) और हैलोजन ऑक्साइड रेडिकल शामिल हैं। गैसों की प्रचुरता ज्वालामुखी से ज्वालामुखी तक, ज्वालामुखी गतिविधि और विवर्तनिक सेटिंग के साथ काफी भिन्न होती है। जल वाष्प लगातार सबसे प्रचुर मात्रा में ज्वालामुखीय गैस है, जो आम तौर पर कुल उत्सर्जन का 60 प्रतिशत से अधिक होती है। कार्बन डाइऑक्साइड आमतौर पर 10 से 40 प्रतिशत उत्सर्जन के लिए जिम्मेदार होता है। अभिसारी प्लेट की सीमाओं पर स्थित ज्वालामुखी गर्म स्थानों या अलग प्लेट की सीमाओं पर ज्वालामुखी की तुलना में अधिक जल वाष्प और क्लोरीन का उत्सर्जन करते हैं। यह सबडक्शन क्षेत्रों में बने मैग्मा में समुद्री जल के जुड़ने के कारण होता है। अभिसारी प्लेट सीमा ज्वालामुखी में गर्म स्थान या विचलन प्लेट सीमा ज्वालामुखी की तुलना में उच्च H2O/H2, H2O/CO2, CO2/He और N2/He अनुपात भी होते हैं। चुंबकीय गैसों और उच्च तापमान वाली ज्वालामुखीय गैसों मैग्मा में घुलनशील अस्थिर घटक होते हैं, जैसा कि ऊपर वर्णित है। विभिन्न वाष्पशील घटकों की घुलनशीलता दबाव, तापमान और मैग्मा की संरचना पर निर्भर करती है। जैसे-जैसे मैग्मा सतह की ओर बढ़ता है, परिवेश का दबाव कम हो जाता है, जिससे घुलनशील वाष्पशील पदार्थों की घुलनशीलता कम हो जाती है। एक बार जब घुलनशीलता वाष्पशील सांद्रता से कम हो जाती है, तो वाष्पशील मैग्मा के भीतर समाधान से बाहर आ जाते हैं और एक अलग गैस चरण बनाते हैं (मैग्मा वाष्पशील में अति-संतृप्त होता है)। गैस को शुरू में पूरे मैग्मा में छोटे बुलबुले के रूप में वितरित किया जाएगा, जो मैग्मा के माध्यम से जल्दी से नहीं बढ़ सकते हैं। जैसे-जैसे मैग्मा चढ़ता है, बुलबुले अपघटन और विकास के माध्यम से विस्तार के संयोजन के माध्यम से बढ़ते हैं क्योंकि मैग्मा में वाष्पशील की घुलनशीलता और कम हो जाती है जिससे अधिक गैस निकलती है। मैग्मा की चिपचिपाहट के आधार पर, बुलबुले मैग्मा के माध्यम से ऊपर उठना शुरू कर सकते हैं और एकजुट हो सकते हैं, या वे अपेक्षाकृत स्थिर रहते हैं जब तक कि वे लगातार जुड़े हुए नेटवर्क को जोड़ना और बनाना शुरू नहीं करते हैं। पहले मामले में, बुलबुले मैग्मा के माध्यम से उठ सकते हैं और एक ऊर्ध्वाधर सतह पर जमा हो सकते हैं, जैसे। एक मैग्मा कक्ष की 'छत'। सतह के लिए एक खुले रास्ते के साथ ज्वालामुखी में, जैसे। इटली में स्ट्रॉम्बोली, बुलबुले सतह तक पहुंच सकते हैं और जैसे-जैसे वे पॉप करते हैं छोटे विस्फोट होते हैं। बाद के मामले में, गैस निरंतर पारगम्य नेटवर्क के माध्यम से सतह की ओर तेजी से बह सकती है। इस तंत्र का उपयोग सैंटियागुइटो, सांता मारिया ज्वालामुखी, ग्वाटेमाला और सौफ्रियर हिल्स ज्वालामुखी, मोंटसेराट में गतिविधि की व्याख्या करने के लिए किया गया है। यदि गैस मैग्मा से पर्याप्त तेजी से नहीं निकल सकती है, तो यह मैग्मा को राख के छोटे कणों में विभाजित कर देगी। द्रवित राख में चिपचिपा मैग्मा की तुलना में गति के लिए बहुत कम प्रतिरोध होता है, इसलिए यह तेजी से बढ़ता है, जिससे गैसों का और विस्तार होता है और मिश्रण का त्वरण होता है। घटनाओं का यह क्रम विस्फोटक ज्वालामुखी को चलाता है। क्या गैस धीरे से बच सकती है (निष्क्रिय विस्फोट) या नहीं (विस्फोटक विस्फोट) प्रारंभिक मैग्मा की कुल अस्थिर सामग्री और मैग्मा की चिपचिपाहट से निर्धारित होती है, जो इसकी संरचना द्वारा नियंत्रित होती है। 'बंद प्रणाली' अवक्रमण शब्द उस मामले को संदर्भित करता है जहां गैस और उसका मूल मैग्मा एक साथ और एक दूसरे के साथ संतुलन में चढ़ते हैं। उत्सर्जित गैस की संरचना दबाव पर मैग्मा की संरचना के साथ संतुलन में होती है, तापमान जहां गैस प्रणाली को छोड़ती है। 'ओपन सिस्टम' अपघटन में, गैस अपने मूल मैग्मा को छोड़ देती है और उस मैग्मा के साथ संतुलन में रहे बिना ऊपरी मैग्मा के माध्यम से ऊपर उठती है। सतह पर छोड़ी गई गैस की एक संरचना होती है जो विभिन्न गहराई पर विघटित मैग्मा का द्रव्यमान-प्रवाह औसत होती है और किसी एक गहराई पर मैग्मा स्थितियों का प्रतिनिधि नहीं होती है। वायुमंडल के पास पिघली हुई चट्टान (या तो मैग्मा या लावा) उच्च तापमान वाली ज्वालामुखीय गैस (> 400 डिग्री सेल्सियस) छोड़ती है। विस्फोटक ज्वालामुखी विस्फोटों में, मैग्मा से गैसों के अचानक निकलने से पिघली हुई चट्टान की तेजी से गति हो सकती है। जब मैग्मा पानी, समुद्री जल, झील के पानी या भूजल का सामना करता है, तो यह तेजी से खंडित हो सकता है। गैसों का तेजी से विस्तार अधिकांश विस्फोटक ज्वालामुखी विस्फोटों का प्रेरक तंत्र है। हालांकि, ज्वालामुखीय गैस छोड़ने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सक्रिय ज्वालामुखी के अर्ध-निरंतर शांत चरणों के दौरान होता है। कम तापमान वाली ज्वालामुखीय गैसें और जल-तापीय प्रणालियाँ जैसे-जैसे ऊपर की ओर यात्रा करने वाली मैग्मेटिक गैस एक जलभृत में उल्कापिंड के पानी का सामना करती है, भाप का उत्पादन होता है। अव्यक्त मैग्मेटिक गर्मी भी उल्कापिंड के पानी को वाष्प चरण के रूप में चढ़ने का कारण बन सकती है। इस गर्म मिश्रण की विस्तारित द्रव-चट्टान अंतःक्रिया ठंडी मैग्मेटिक चट्टान और देशी चट्टान से भी घटकों को बाहर निकाल सकती है, जिससे आयतन में परिवर्तन और चरण संक्रमण, प्रतिक्रियाएं होती हैं और इस प्रकार ऊपर की ओर रिसने वाले तरल पदार्थ की आयनिक शक्ति में वृद्धि होती है। यह प्रक्रिया द्रव के पी. एच. को भी कम करती है। शीतलन चरण पृथक्करण और खनिज निक्षेपण का कारण बन सकता है, जिसके साथ अधिक कम करने वाली स्थितियों की ओर बदलाव हो सकता है। इस तरह की जल-तापीय प्रणालियों की सतह अभिव्यक्ति पर, कम तापमान वाली ज्वालामुखीय गैसें (<400 डिग्री सेल्सियस) या तो भाप-गैस मिश्रण के रूप में या गर्म झरनों में घुलनशील रूप में निकल रही हैं। समुद्र तल पर, इस तरह के गर्म अति संतृप्त हाइड्रोथर्मल तरल पदार्थ ठंडे समुद्री जल में उत्सर्जन के बिंदु पर, ब्लैक स्मोकर्स नामक विशाल चिमनी संरचनाओं का निर्माण करते हैं। भूगर्भीय समय के साथ, देश की चट्टान में हाइड्रोथर्मल लीचिंग, परिवर्तन और/या खनिजों के पुनः जमाव की यह प्रक्रिया एकाग्रता की एक प्रभावी प्रक्रिया है जो कुछ प्रकार के आर्थिक रूप से मूल्यवान अयस्क भंडार उत्पन्न करती है। गैर-विस्फोटक ज्वालामुखीय गैस रिलीज गैस रिलीज फ्रैक्चर के माध्यम से एडवेक्शन द्वारा, या डिफ्यूज डीगैसिंग स्ट्रक्चर्स (डी. डी. एस.) के रूप में पारगम्य जमीन के बड़े क्षेत्रों के माध्यम से डिफ्यूज डीगैसिंग के माध्यम से हो सकती है। एडवेक्टिव गैस के नुकसान के स्थानों पर, सल्फर और दुर्लभ खनिजों की वर्षा सल्फर जमा और छोटी सल्फर चिमनी बनाती है, जिन्हें फ्यूमरोल कहा जाता है। बहुत कम तापमान (100 डिग्री सेल्सियस से नीचे) वाले फ्यूमेरोलिक संरचनाओं को सोल्फटारस के रूप में भी जाना जाता है। मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड के ठंडे अपघटन की साइटों को मोफेट्स कहा जाता है। ज्वालामुखी पर गर्म झरने अक्सर घुलनशील रूप में मैग्मेटिक गैस की एक मापने योग्य मात्रा दिखाते हैं। वायुमण्डलमे ज्वालामुखीय गैसक वर्तमान उत्सर्जन वर्तमानमे वायुमण्डलमे ज्वालामुखीय गैसक वैश्विक उत्सर्जनकेँ विस्फोटक अथवा गैर-विस्फोटक रूपमे वर्गीकृत कयल जा सकैत अछि। हालाँकि सभी ज्वालामुखीय गैस प्रजातियाँ वायुमंडल में उत्सर्जित होती हैं, लेकिन CO2 (एक ग्रीनहाउस गैस) और SO2 के उत्सर्जन पर सबसे अधिक अध्ययन किया गया है। यह लंबे समय से मान्यता प्राप्त है कि निष्क्रिय अपघटन की तुलना में विस्फोट बहुत कम कुल एस. ओ. 2 उत्सर्जन में योगदान करते हैं। फिशर और अन्य (2019) ने अनुमान लगाया कि, 2005 से 2015 तक, विस्फोटों के दौरान SO2 उत्सर्जन प्रति वर्ष 2.6 टेराग्राम (Tg या 1012g या 0.907 गीगाटन Gt) था और निष्क्रिय अपघटन की गैर-विस्फोटक अवधि के दौरान प्रति वर्ष 23.2 ± 2Tg था। इसी समय अंतराल के दौरान, विस्फोटों के दौरान ज्वालामुखी से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन प्रति वर्ष 1.8 टी. जी. होने का अनुमान लगाया गया था और गैर-विस्फोटक गतिविधि के दौरान 51.3 टी. जी. प्रति वर्ष था। इसलिए, ज्वालामुखी विस्फोटों के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन गैर-विस्फोटक ज्वालामुखी गतिविधि के दौरान जारी कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन के 10 प्रतिशत से भी कम होता है। 15 जून 1991 को फिलीपींस में माउंट पिनाटुबो (वी. ई. आई. 6) के विस्फोट से कुल 18 ± 4 टी. जी. एस. ओ. 2 निकल गया। इतने बड़े वी. ई. आई. 6 विस्फोट दुर्लभ हैं और हर 50-100 वर्षों में केवल एक बार होते हैं। 2010 में आइसलैंड में आइजाफ्जल्लाजोकुल (वी. ई. आई. 4) के विस्फोटों से कुल 5.1 टी. जी. कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन हुआ। वी. ई. आई. 4 विस्फोट प्रति वर्ष लगभग एक बार होते हैं। तुलना के लिए, ले क्यूरे, सी. एट अल का अनुमान है कि जीवाश्म ईंधन के मानव दहन और सीमेंट के उत्पादन ने 2006 से 2015 तक प्रति वर्ष 9.3 जी. टी. कार्बन को संसाधित किया, जिससे सालाना 34.1 जी. टी. कार्बन डाइऑक्साइड का निर्माण हुआ। कुछ हालिया ज्वालामुखीय CO2 उत्सर्जन अनुमान फिशर एट अल (2019) से अधिक हैं। बर्टन एट अल के अनुमान। (2013) 540 टी. जी. सी. ओ. 2/वर्ष और वर्नर एट अल। (2019) 220-300 टी. जी. सी. ओ. 2/वर्ष ज्वालामुखीय क्षेत्रों से फैले हुए सी. ओ. 2 उत्सर्जन को ध्यान में रखता है। संवेदी, संग्रह और माप ज्वालामुखीय गैसों को बहुत पहले 1790 में इटली में सिपियोन ब्रेसलाक द्वारा एकत्र और विश्लेषण किया गया था। ज्वालामुखीय गैसों की संरचना ज्वालामुखी के भीतर मैग्मा की गति पर निर्भर करती है। इसलिए, गैस संरचना में अचानक परिवर्तन अक्सर ज्वालामुखी गतिविधि में परिवर्तन की भविष्यवाणी करते हैं। तदनुसार, ज्वालामुखियों की खतरे की निगरानी के एक बड़े हिस्से में गैसीय उत्सर्जन का नियमित मापन शामिल है। उदाहरण के लिए, स्ट्रॉम्बोली में गैसों की CO2 सामग्री में वृद्धि को प्रणाली के भीतर गहराई पर ताजा वाष्पशील-समृद्ध मैग्मा के इंजेक्शन के लिए जिम्मेदार ठहराया गया है। ज्वालामुखीय गैसों को महसूस किया जा सकता है (इन-सीटू मापा जा सकता है) या आगे के विश्लेषण के लिए नमूने लिए जा सकते हैं। ज्वालामुखीय गैस संवेदी निम्न प्रकार की हो सकती हैः विद्युत रासायनिक संवेदक के माध्यम से गैस के भीतर और ग्राउंड-आधारित या एयरबोर्न रिमोट स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसे कोरिलेशन स्पेक्ट्रोस्कोपी (सी. ओ. एस. पी. ई. सी.), डिफरेंशियल ऑप्टिकल एब्सोर्प्शन स्पेक्ट्रोस्कोपी (डी. ओ. ए. एस.), या फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (एफ. टी. आई. आर.) द्वारा गैस के बाहर इन्फ्रारेड-स्पेक्ट्रोस्कोपिक गैस कोशिकाओं के माध्यम से प्रवाह। सल्फर डाइऑक्साइड (एस. ओ. 2) पराबैंगनी तरंग दैर्ध्य में दृढ़ता से अवशोषित होता है और वायुमंडल में इसकी पृष्ठभूमि सांद्रता कम होती है। ये विशेषताएं सल्फर डाइऑक्साइड को ज्वालामुखीय गैस की निगरानी के लिए एक अच्छा लक्ष्य बनाती हैं। इसका पता उपग्रह-आधारित उपकरणों द्वारा लगाया जा सकता है, जो वैश्विक निगरानी की अनुमति देते हैं, और डी. ओ. ए. एस. जैसे जमीन-आधारित उपकरणों द्वारा। डी. ओ. ए. एस. सरणियों को कुछ अच्छी तरह से निगरानी किए गए ज्वालामुखियों के पास रखा जाता है और उत्सर्जित एस. ओ. 2 के प्रवाह का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है। बहु-घटक गैस विश्लेषक प्रणाली (बहु-गैस) का उपयोग CO2, SO2 और H2S को दूर से मापने के लिए भी किया जाता है। अन्य गैसों के प्रवाह का अनुमान आमतौर पर ज्वालामुखीय प्लूम के भीतर विभिन्न गैसों के अनुपात को मापकर लगाया जाता है, जैसे। एफ. टी. आई. आर. द्वारा, ज्वालामुखी क्रेटर रिम पर विद्युत रासायनिक संवेदक, या प्रत्यक्ष नमूनाकरण, और एस. ओ. 2 फ्लक्स द्वारा एस. ओ. 2 के लिए ब्याज की गैस के अनुपात को गुणा करना। ज्वालामुखीय गैस के नमूने का प्रत्यक्ष नमूना अक्सर कास्टिक घोल के साथ एक खाली किए गए फ्लास्क को शामिल करने वाली विधि द्वारा किया जाता है, जिसका उपयोग पहले रॉबर्ट डब्ल्यू. बुनसेन (1811-1899) द्वारा किया जाता है और बाद में जर्मन रसायनज्ञ वर्नर एफ. गिगेनबैक (1937-1997) द्वारा परिष्कृत किया जाता है, जिसे गिगेनबैक-बोतल कहा जाता है। अन्य विधियों में खाली किए गए कंटेनरों में, फ्लो-थ्रू ग्लास ट्यूबों में, गैस वॉश बोतलों (क्रायोजेनिक स्क्रबर) में, इम्प्रेग्नेटेड फिल्टर पैक और ठोस अधिशोषक ट्यूबों पर संग्रह करना शामिल है। गैस के नमूनों के लिए विश्लेषणात्मक तकनीकों में थर्मल चालकता का पता लगाने (टी. सी. डी.) के साथ गैस क्रोमैटोग्राफी, गैसों के लिए लौ आयनीकरण का पता लगाने (एफ. आई. डी.) और द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री (जी. सी.-एम. एस.) और विघटित प्रजातियों के लिए विभिन्न गीली रासायनिक तकनीकें (जैसे, विघटित सी. ओ. 2 के लिए अम्लीय अनुमापन, और सल्फेट, क्लोराइड, फ्लोराइड के लिए आयन क्रोमैटोग्राफी) शामिल हैं। ट्रेस धातु, ट्रेस कार्बनिक और समस्थानिक संरचना आमतौर पर विभिन्न द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्रिक विधियों द्वारा निर्धारित की जाती है। ज्वालामुखीय गैसों और ज्वालामुखीय निगरानी ज्वालामुखीय गैसों के कुछ घटक गहराई में बदलती स्थितियों के बहुत शुरुआती संकेत दिखा सकते हैं, जिससे वे आसन्न अशांति की भविष्यवाणी करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण बन जाते हैं। भूकंपीयता और विरूपण पर निगरानी डेटा के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है, सहसंबंधी निगरानी बड़ी दक्षता प्राप्त करती है। ज्वालामुखीय गैस निगरानी किसी भी ज्वालामुखी वेधशाला का एक मानक उपकरण है। दुर्भाग्य से, सबसे सटीक संरचनात्मक डेटा के लिए अभी भी खतरनाक क्षेत्र नमूना अभियानों की आवश्यकता होती है। हालाँकि, 1990 के दशक के दौरान रिमोट सेंसिंग तकनीकों में जबरदस्त प्रगति हुई है। डीप अर्थ कार्बन डीगैसिंग परियोजना निरंतर आधार पर 9 ज्वालामुखियों की निगरानी के लिए मल्टी-गैस रिमोट सेंसिंग का उपयोग कर रही है। 1900 और 1986 के बीच ज्वालामुखी से संबंधित मनुष्यों की लगभग 3 प्रतिशत मौतों के लिए ज्वालामुखीय गैसें सीधे तौर पर जिम्मेदार थीं। कुछ ज्वालामुखीय गैसें अम्लीय क्षरण से मरती हैं; अन्य दम घुटने से मरती हैं। सल्फर डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन क्लोराइड, हाइड्रोजन सल्फाइड और हाइड्रोजन फ्लोराइड सहित कुछ ज्वालामुखीय गैसें अन्य वायुमंडलीय कणों के साथ प्रतिक्रिया करके एरोसोल बनाती हैं। गैलरी एमीग्यूल संदर्भ भी देखें बाहरी लिंक यू. एस. जी. एस. ज्वालामुखी खतरे कार्यक्रमः ज्वालामुखी गैसें और उनके प्रभाव आई. वी. एच. एच. एन.; यू. एस. जी. एस.: ज्वालामुखी और भू-तापीय गैसों के स्वास्थ्य खतरे। जनता के लिए एक गाइड। ज्वालामुखीय अपघटन गैसें ग्रीनहाउस गैसें