Volcanic gas
آتش فشاں گیسیں وہ گیسیں ہیں جو فعال (یا بعض اوقات غیر فعال) آتش فشاں کے ذریعے خارج ہوتی ہیں۔ ان میں آتش فشاں چٹانوں میں گہاوں (پھپھوندی) میں پھنسی ہوئی گیسیں، میگما اور لاوا میں تحلیل یا الگ ہونے والی گیسیں، یا لاوا سے نکلنے والی گیسیں، آتش فشاں گڑھوں یا وینٹ سے شامل ہیں۔ آتش فشاں کارروائی کے ذریعے گرم کیے گئے زیر زمین پانی کے ذریعے بھی آتش فشاں گیسیں خارج کی جا سکتی ہیں۔ زمین پر آتش فشاں گیسوں کے ذرائع میں شامل ہیں: زمین کے مینٹل سے ابتدائی اور ری سائیکل شدہ اجزاء، زمین کی پرت، زیر زمین پانی اور زمین کے ماحول سے ضم شدہ اجزاء۔ وہ مادے جو گیس بن سکتے ہیں یا گرم ہونے پر گیس چھوڑ سکتے ہیں، وہ اتار چڑھاؤ والے مادے کہلاتے ہیں۔ ساخت آتش فشاں گیسوں کے بنیادی اجزاء آبی بخارات (H2O)، کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2)، سلفر یا تو سلفر ڈائی آکسائیڈ (SO2) (اعلی درجہ حرارت والی آتش فشاں گیسیں) یا ہائیڈروجن سلفایڈ (H2S) (کم درجہ حرارت والی آتش فشاں گیسیں)، نائٹروجن، ارجن، ہیلیم، نیون، میتھین، کاربن مونو آکسائیڈ اور ہائیڈروجن ہیں۔ آتش فشاں گیسوں میں پائے جانے والے دیگر مرکبات آکسیجن (میٹورک)، ہائیڈروجن کلورائڈ، ہائیڈروجن فلورائڈ، ہائیڈروجن برومائڈ، سلفر ہیکسافلوورائڈ، کاربونل سلفایڈ اور نامیاتی مرکبات ہیں۔ غیر ملکی ٹریس مرکبات میں مرکری، ہیلو کاربن (بشمول سی ایف سی)، اور ہیلوجن آکسائڈ ریڈیکلز شامل ہیں۔ آتش فشاں کی سرگرمی اور ٹیکٹونک ترتیب کے ساتھ گیسوں کی کثرت آتش فشاں سے آتش فشاں تک کافی مختلف ہوتی ہے۔ آبی بخارات مستقل طور پر سب سے زیادہ وافر آتش فشاں گیس ہے، جو عام طور پر کل اخراج کا 60 فیصد سے زیادہ ہوتا ہے۔ کاربن ڈائی آکسائیڈ عام طور پر 10 سے 40 فیصد اخراج کا سبب بنتی ہے۔ متغیر پلیٹ کی حدود پر واقع آتش فشاں گرم مقامات یا متفرق پلیٹ کی حدود پر آتش فشاں سے زیادہ پانی کے بخارات اور کلورین کا اخراج کرتے ہیں۔ یہ سبڈکشن زونوں میں بنے میگما میں سمندری پانی کے اضافے کی وجہ سے ہوتا ہے۔ کنورجنٹ پلیٹ باؤنڈری آتش فشاں میں ہاٹ اسپاٹ یا ڈائیورجنٹ پلیٹ باؤنڈری آتش فشاں سے زیادہ H2O/H2، H2O/CO2، CO2/He اور N2/He تناسب بھی ہوتے ہیں۔ مقناطیسی گیسوں اور اعلی درجہ حرارت والی آتش فشاں گیسوں میگما میں تحلیل شدہ اتار چڑھاؤ والے اجزاء ہوتے ہیں، جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے۔ مختلف اتار چڑھاؤ والے اجزاء کی گھلنشیلتا کا انحصار دباؤ، درجہ حرارت اور میگما کی ساخت پر ہوتا ہے۔ جیسے جیسے میگما سطح کی طرف چڑھتا ہے، ماحول کا دباؤ کم ہوتا ہے، جس سے تحلیل شدہ اتار چڑھاؤ کی گھلنشیلتا کم ہوتی ہے۔ ایک بار جب گھلنشیلتا اتار چڑھاؤ کے ارتکاز سے کم ہو جاتی ہے، تو اتار چڑھاؤ میگما کے اندر حل سے باہر نکلتے ہیں اور ایک علیحدہ گیس مرحلے کی تشکیل کرتے ہیں (میگما اتار چڑھاؤ میں انتہائی سنترپت ہوتا ہے)۔ گیس ابتدائی طور پر پورے میگما میں چھوٹے بلبلوں کے طور پر تقسیم کی جائے گی، جو میگما کے ذریعے تیزی سے نہیں اٹھ سکتے۔ جیسے جیسے میگما چڑھتا ہے بلبلے ڈمپریشن اور نمو کے ذریعے توسیع کے امتزاج کے ذریعے بڑھتے ہیں کیونکہ میگما میں اتار چڑھاؤ کی گھلنشیلتا مزید کم ہوتی جاتی ہے جس کی وجہ سے مزید گیس خارج ہوتی ہے۔ میگما کی چپچپا پن پر منحصر ہے، بلبلے میگما کے ذریعے اٹھنا شروع ہو سکتے ہیں اور یکجا ہو سکتے ہیں، یا وہ اس وقت تک نسبتا مستحکم رہ سکتے ہیں جب تک کہ وہ مربوط ہونا شروع نہ کر دیں اور مسلسل جڑے ہوئے نیٹ ورک کی تشکیل نہ کریں۔ سابقہ صورت میں، بلبلے میگما کے ذریعے اٹھ سکتے ہیں اور عمودی سطح پر جمع ہو سکتے ہیں، جیسے۔ میگما چیمبر کی 'چھت'۔ آتش فشاں میں جن کی سطح پر ایک کھلا راستہ ہے، مثال کے طور پر۔ اٹلی میں اسٹرومبولی، بلبلے سطح تک پہنچ سکتے ہیں اور جیسے جیسے وہ پاپ کرتے ہیں چھوٹے چھوٹے دھماکے ہوتے ہیں۔ مؤخر الذکر صورت میں، گیس مسلسل پارगम्य نیٹ ورک کے ذریعے سطح کی طرف تیزی سے بہہ سکتی ہے۔ یہ طریقہ کار سانتیگیوٹو، سانتا ماریا آتش فشاں، گوئٹے مالا اور سوفریئر ہلز آتش فشاں، مونٹسیراٹ میں سرگرمی کی وضاحت کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ اگر گیس میگما سے کافی تیزی سے نہیں نکل سکتی ہے، تو یہ میگما کو راکھ کے چھوٹے ذرات میں ٹکڑے ٹکڑے کر دے گی۔ سیال شدہ راکھ میں چپچپا میگما کے مقابلے حرکت کے لیے بہت کم مزاحمت ہوتی ہے، اس لیے تیز ہوتی ہے، جس کی وجہ سے گیسوں کی مزید توسیع اور مرکب میں تیزی آتی ہے۔ واقعات کا یہ سلسلہ دھماکہ خیز آتش فشاں کو چلاتا ہے۔ چاہے گیس آہستہ سے بچ سکتی ہے (غیر فعال آتش فشاں پھٹنا) یا نہیں (دھماکہ خیز مواد پھٹنا) اس کا تعین ابتدائی میگما کے کل اتار چڑھاؤ والے مواد اور میگما کی چپچپا پن سے ہوتا ہے، جو اس کی ساخت سے کنٹرول ہوتا ہے۔ اصطلاح 'بند نظام' ڈیگاسنگ سے مراد وہ صورت ہے جہاں گیس اور اس کا بنیادی میگما ایک دوسرے کے ساتھ اور توازن میں چڑھتے ہیں۔ خارج شدہ گیس کی ساخت دباؤ پر میگما کی ساخت کے ساتھ توازن میں ہوتی ہے، درجہ حرارت جہاں گیس نظام سے نکلتی ہے۔ 'اوپن سسٹم' ڈیگاسنگ میں، گیس اپنے بنیادی میگما کو چھوڑ دیتی ہے اور اس میگما کے ساتھ توازن میں رہے بغیر اوپر والے میگما کے ذریعے اوپر اٹھتی ہے۔ سطح پر خارج ہونے والی گیس کی ایک ایسی ساخت ہوتی ہے جو مختلف گہرائیوں پر حل ہونے والے میگما کے بڑے پیمانے پر بہاؤ کی اوسط ہوتی ہے اور کسی ایک گہرائی میں میگما کے حالات کی نمائندگی نہیں کرتی ہے۔ ماحول کے قریب پگھلی ہوئی چٹان (یا تو میگما یا لاوا) اعلی درجہ حرارت والی آتش فشاں گیس (> 400 °C) خارج کرتی ہے۔ دھماکہ خیز آتش فشاں پھٹنے میں، میگما سے گیسوں کا اچانک اخراج پگھلی ہوئی چٹان کی تیزی سے نقل و حرکت کا سبب بن سکتا ہے۔ جب میگما کا سامنا پانی، سمندری پانی، جھیل کے پانی یا زیر زمین پانی سے ہوتا ہے، تو یہ تیزی سے ٹکڑے ٹکڑے ہو سکتا ہے۔ گیسوں کی تیزی سے توسیع زیادہ تر دھماکہ خیز آتش فشاں پھٹنے کا محرک طریقہ کار ہے۔ تاہم، آتش فشاں گیس کے اخراج کا ایک اہم حصہ فعال آتش فشاں کے نیم مسلسل خاموش مراحل کے دوران ہوتا ہے۔ کم درجہ حرارت والی آتش فشاں گیسیں اور ہائیڈرو تھرمل نظام جیسے جیسے میگمیٹک گیس اوپر کی طرف سفر کرتی ہے ایک آبی ذخائر میں میٹورک پانی کا سامنا کرتی ہے، بھاپ پیدا ہوتی ہے۔ پوشیدہ میگمیٹک گرمی بھی میٹورک پانی کو بخارات کے مرحلے کے طور پر چڑھنے کا سبب بن سکتی ہے۔ اس گرم مرکب کا توسیعی سیال-چٹان تعامل ٹھنڈک والی مقناطیسی چٹان اور ملکی چٹان سے بھی اجزاء کو باہر نکال سکتا ہے، جس سے حجم میں تبدیلی اور مرحلے کی منتقلی، رد عمل پیدا ہوتے ہیں اور اس طرح اوپر کی طرف پھیلنے والے سیال کی آئنک طاقت میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ عمل سیال کے پی ایچ کو بھی کم کرتا ہے۔ ٹھنڈک مرحلے کی علیحدگی اور معدنیات کے جمع ہونے کا سبب بن سکتی ہے، جس کے ساتھ زیادہ کم کرنے والے حالات کی طرف تبدیلی بھی ہو سکتی ہے۔ اس طرح کے ہائیڈرو تھرمل نظاموں کی سطح کے اظہار پر، کم درجہ حرارت والی آتش فشاں گیسیں (<400 °C) یا تو بھاپ-گیس کے مرکب کے طور پر یا گرم چشموں میں تحلیل شدہ شکل میں نکل رہی ہیں۔ سمندر کے فرش پر، اس طرح کے گرم سپرسیچوریٹڈ ہائیڈرو تھرمل سیال ٹھنڈے سمندری پانی میں اخراج کے مقام پر، بلیک اسموکر نامی بہت بڑی چمنی کے ڈھانچے بناتے ہیں۔ ارضیاتی وقت کے ساتھ، ملکی چٹان میں ہائیڈرو تھرمل لیچنگ، تبدیلی، اور/یا معدنیات کی دوبارہ آباد کاری کا یہ عمل ارتکاز کا ایک موثر عمل ہے جو بعض قسم کے اقتصادی طور پر قیمتی ایسک کے ذخائر پیدا کرتا ہے۔ غیر دھماکہ خیز آتش فشاں گیس کا اخراج گیس کا اخراج فریکچر کے ذریعے ایڈویکشن کے ذریعے، یا ڈفیوز ڈیگاسنگ ڈھانچے (ڈی ڈی ایس) کے طور پر پارगम्य زمین کے بڑے علاقوں کے ذریعے ڈفیوز ڈیگاسنگ کے ذریعے ہو سکتا ہے۔ ایڈویکٹو گیس کے نقصان کے مقامات پر، سلفر اور نایاب معدنیات کی بارش سلفر کے ذخائر اور چھوٹی سلفر چمنی بناتی ہے، جسے فومرول کہتے ہیں۔ بہت کم درجہ حرارت (100 ڈگری سیلسیس سے نیچے) فومرولک ڈھانچے کو سولفٹارس بھی کہا جاتا ہے۔ بنیادی طور پر کاربن ڈائی آکسائیڈ کے کولڈ ڈیگاسنگ کی جگہوں کو موفیٹ کہا جاتا ہے۔ آتش فشاں پر گرم چشمے اکثر تحلیل شدہ شکل میں مقناطیسی گیس کی قابل پیمائش مقدار ظاہر کرتے ہیں۔ فضا میں آتش فشاں گیسوں کے موجودہ اخراج موجودہ دور میں فضا میں آتش فشاں گیسوں کے عالمی اخراج کو آتش فشاں یا غیر آتش فشاں کے طور پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ اگرچہ آتش فشاں گیس کی تمام انواع فضا میں خارج ہوتی ہیں، لیکن CO2 (ایک گرین ہاؤس گیس) اور SO2 کے اخراج کا سب سے زیادہ مطالعہ کیا گیا ہے۔ یہ طویل عرصے سے تسلیم کیا گیا ہے کہ آتش فشاں پھٹنے سے غیر فعال ڈیگاسنگ کے مقابلے میں مجموعی طور پر SO2 کا اخراج بہت کم ہوتا ہے۔ فشر اور دیگر (2019) نے اندازہ لگایا کہ، 2005 سے 2015 تک، آتش فشاں پھٹنے کے دوران ایس او 2 کا اخراج فی سال 2.6 ٹیراگرام (ٹی جی یا 1012 جی یا 0.907 گیگاٹن جی ٹی) تھا اور غیر آتش گیر ادوار کے دوران غیر فعال ڈیگاسنگ 23.2 ± 2 ٹی جی فی سال تھی۔ اسی وقت کے وقفے کے دوران، آتش فشاں پھٹنے کے دوران آتش فشاں سے کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کا تخمینہ 1.8 ± 0.9 ٹی جی فی سال اور غیر آتش فشاں سرگرمی کے دوران 51.3 ± 5.7 ٹی جی فی سال تھا۔ لہذا، آتش فشاں پھٹنے کے دوران کاربن ڈائی آکسائیڈ کا اخراج غیر آتش فشاں سرگرمی کے دوران خارج ہونے والے کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کے 10 فیصد سے بھی کم ہوتا ہے۔ 15 جون 1991 کو فلپائن میں ماؤنٹ پیناٹوبو (وی ای آئی 6) کے پھٹنے سے مجموعی طور پر 18 ± 4 ٹی جی ایس او 2 خارج ہوا۔ اس طرح کے بڑے وی ای آئی 6 پھٹنے شاذ و نادر ہی ہوتے ہیں اور ہر 50-100 سال میں صرف ایک بار ہوتے ہیں۔ 2010 میں آئس لینڈ میں ایجافجلاجوکل (وی ای آئی 4) کے آتش فشاں پھٹنے سے مجموعی طور پر 5.1 ٹی جی سی او 2 خارج ہوا۔ وی ای آئی 4 کے پھٹنے سال میں تقریبا ایک بار ہوتے ہیں۔ موازنہ کے لیے، لی کیوری، سی اور دیگر کا تخمینہ ہے کہ جیواشم ایندھن کے انسانی جلانے اور سیمنٹ کی پیداوار نے 2006 سے 2015 تک ہر سال 9.3 جی ٹی کاربن پر کارروائی کی، جس سے سالانہ 34.1 جی ٹی سی او 2 پیدا ہوتا ہے۔ کچھ حالیہ آتش فشاں CO2 کے اخراج کے تخمینے فشر اور دیگر (2019) سے زیادہ ہیں۔ برٹن اور دیگر کے تخمینے۔ (2013) 540 ٹی جی سی او 2/سال اور ورنر اور دیگر کا۔ 220-300 ٹی جی کا (2019) کاربن ڈائی آکسائیڈ/سال آتش فشاں علاقوں سے پھیلنے والے کاربن ڈائی آکسائیڈ کے اخراج کو مدنظر رکھتا ہے۔ آتش فشاں گیسوں کو سینسنگ، جمع اور پیمائش بہت پہلے 1790 میں اٹلی میں سیپیون بریسلاک کے ذریعہ جمع اور تجزیہ کیا گیا تھا۔ آتش فشاں گیسوں کی ساخت کا انحصار آتش فشاں کے اندر میگما کی حرکت پر ہوتا ہے۔ لہذا، گیس کی ساخت میں اچانک تبدیلیاں اکثر آتش فشاں سرگرمی میں تبدیلی کی پیش گوئی کرتی ہیں۔ اس کے مطابق، آتش فشاں کے خطرے کی نگرانی کے ایک بڑے حصے میں گیس کے اخراج کی باقاعدہ پیمائش شامل ہے۔ مثال کے طور پر، اسٹرومبولی میں گیسوں کے کاربن ڈائی آکسائیڈ کے مواد میں اضافے کو نظام کے اندر گہرائی میں تازہ اتار چڑھاؤ سے بھرپور میگما کے انجکشن سے منسوب کیا گیا ہے۔ آتش فشاں گیسوں کو محسوس کیا جا سکتا ہے (ان سیٹو میں ماپا جاتا ہے) یا مزید تجزیہ کے لیے نمونے لیے جا سکتے ہیں۔ آتش فشاں گیس سینسنگ ہو سکتی ہے: الیکٹرو کیمیکل سینسرز کے ذریعے گیس کے اندر اور گراؤنڈ بیسڈ یا ایئر بورن ریموٹ سپیکٹروسکوپی کے ذریعے گیس کے باہر فلو تھرو انفراریڈ سپیکٹروسکوپک گیس سیل جیسے کہ کوریلیشن سپیکٹروسکوپی (سی او ایس پی ای سی)، ڈفریینشل آپٹیکل ابسورپشن سپیکٹروسکوپی (ڈی او اے ایس)، یا فورئیر ٹرانسفارم انفراریڈ سپیکٹروسکوپی (ایف ٹی آئی آر)۔ سلفر ڈائی آکسائیڈ (ایس او 2) بالائے بنفشی طول موج میں مضبوطی سے جذب ہوتا ہے اور ماحول میں پس منظر کی تعداد کم ہوتی ہے۔ یہ خصوصیات سلفر ڈائی آکسائیڈ کو آتش فشاں گیس کی نگرانی کے لیے ایک اچھا ہدف بناتی ہیں۔ اس کا پتہ سیٹلائٹ پر مبنی آلات کے ذریعے لگایا جا سکتا ہے، جو عالمی نگرانی کی اجازت دیتے ہیں، اور زمین پر مبنی آلات جیسے ڈی او اے ایس کے ذریعے۔ ڈی او اے ایس صفوں کو کچھ اچھی طرح سے نگرانی والے آتش فشاں کے قریب رکھا جاتا ہے اور خارج ہونے والے ایس او 2 کے بہاؤ کا اندازہ لگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ملٹی کمپونینٹ گیس اینالائزر سسٹم (ملٹی گیس) کا استعمال دور سے CO2، SO2 اور H2S کی پیمائش کے لیے بھی کیا جاتا ہے۔ دیگر گیسوں کے بہاؤ کا تخمینہ عام طور پر آتش فشاں کے اندر مختلف گیسوں کے تناسب کی پیمائش کرکے لگایا جاتا ہے، مثال کے طور پر۔ ایف ٹی آئی آر کے ذریعہ، آتش فشاں کریٹر رم پر الیکٹرو کیمیکل سینسر، یا براہ راست نمونے لینا، اور دلچسپی کی گیس کے تناسب کو ایس او 2 سے ایس او 2 کے بہاؤ سے ضرب دینا۔ آتش فشاں گیس کے نمونے لینے کا براہ راست نمونہ اکثر ایک ایسے طریقہ سے لیا جاتا ہے جس میں کاسٹک محلول کے ساتھ ایک خالی شدہ فلاسک شامل ہوتا ہے، جسے پہلے رابرٹ ڈبلیو بنسن (1811-1899) نے استعمال کیا اور بعد میں جرمن کیمسٹ ورنر ایف گیگنباخ (1937-1997) نے بہتر کیا، جسے گیگنباخ-بوتل کہا جاتا ہے۔ دیگر طریقوں میں خالی کنٹینرز، فلو تھرو گلاس ٹیوبوں، گیس واش بوتلوں (کریوجینک اسکربرز)، امپریگنٹڈ فلٹر پیک اور ٹھوس ایڈسوربنٹ ٹیوبوں پر جمع کرنا شامل ہے۔ گیس کے نمونوں کے لیے تجزیاتی تکنیکوں میں تھرمل کنڈکٹیویٹی ڈٹیکشن (ٹی سی ڈی) کے ساتھ گیس کرومیٹوگرافی، گیسوں کے لیے شعلہ آئنائزیشن ڈٹیکشن (ایف آئی ڈی) اور ماس سپیکٹرومیٹری (جی سی-ایم ایس)، اور تحلیل شدہ پرجاتیوں کے لیے مختلف گیلے کیمیائی تکنیک (مثال کے طور پر، تحلیل شدہ سی او 2 کے لیے ایسڈمیٹرک ٹائٹریشن، اور سلفیٹ، کلورائڈ، فلورائڈ کے لیے آئن کرومیٹوگرافی) شامل ہیں۔ ٹریس میٹل، ٹریس نامیاتی اور آئسوٹوپک ساخت کا تعین عام طور پر مختلف ماس سپیکٹرومیٹرک طریقوں سے کیا جاتا ہے۔ آتش فشاں گیسوں اور آتش فشاں کی نگرانی آتش فشاں گیسوں کے کچھ اجزاء گہرائی میں بدلتے ہوئے حالات کی بہت ابتدائی علامات ظاہر کر سکتے ہیں، جس سے وہ آنے والی بدامنی کی پیش گوئی کرنے کا ایک طاقتور ذریعہ بن جاتے ہیں۔ زلزلے اور اخترتی پر نگرانی کے اعداد و شمار کے ساتھ مل کر استعمال کیا جاتا ہے، باہمی نگرانی سے بڑی کارکردگی حاصل ہوتی ہے۔ آتش فشاں گیس کی نگرانی کسی بھی آتش فشاں رصد گاہ کا ایک معیاری ذریعہ ہے۔ بدقسمتی سے، انتہائی عین مطابق کمپوزیشن ڈیٹا کے لیے اب بھی خطرناک فیلڈ سیمپلنگ مہمات کی ضرورت ہوتی ہے۔ تاہم، ریموٹ سینسنگ کی تکنیکوں نے 1990 کی دہائی کے دوران زبردست ترقی کی ہے۔ ڈیپ ارتھ کاربن ڈی گیسنگ پروجیکٹ مسلسل 9 آتش فشاں کی نگرانی کے لیے ملٹی گیس ریموٹ سینسنگ کا استعمال کر رہا ہے۔ 1900 اور 1986 کے درمیان آتش فشاں سے ہونے والی انسانوں کی تقریبا 3 فیصد اموات کے لیے آتش فشاں گیسیں براہ راست ذمہ دار تھیں۔ کچھ آتش فشاں گیسیں تیزابیت سے مر جاتی ہیں ؛ دیگر دم گھٹنے سے مر جاتی ہیں۔ کچھ آتش فشاں گیسیں بشمول سلفر ڈائی آکسائیڈ، ہائیڈروجن کلورائیڈ، ہائیڈروجن سلفایڈ اور ہائیڈروجن فلورائیڈ دیگر ماحولیاتی ذرات کے ساتھ تعامل کر کے ایروسول بناتی ہیں۔ گیلری بھی دیکھیں ایمیگڈیول حوالہ جات بیرونی روابط یو ایس جی ایس آتش فشاں خطرات پروگرام: آتش فشاں گیسوں اور ان کے اثرات آئی وی ایچ ایچ این ؛ یو ایس جی ایس: آتش فشاں اور جیوتھرمل گیسوں کے صحت کے خطرات۔ عوام کے لیے ایک گائیڈ۔ آتش فشاں ڈیگاسنگ گرین ہاؤس گیسیں