กลุ่มควันหรือกลุ่มควันจากการระเบิดของ ภูเขาไฟ คือเมฆของเถ้าและเศษหินภูเขาไฟ ที่มีอุณหภูมิสูงมาก ซึ่งแขวนลอยอยู่ในก๊าซที่ปล่อยออกมาในระหว่างการระเบิดของภูเขาไฟวัสดุภูเขาไฟจะก่อตัวเป็นกลุ่มควันหรือเสา แนวตั้ง ที่อาจพุ่งสูงขึ้นไปในอากาศหลายกิโลเมตรเหนือปากปล่องภูเขาไฟ ในการระเบิดที่รุนแรงที่สุด กลุ่มควันอาจสูงขึ้นไปกว่า 40 กิโลเมตร (25 ไมล์) ทะลุเข้าไปในชั้นบรรยากาศ สตราโตสเฟียร์ การปล่อยละอองลอย เข้าไปในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์โดยภูเขาไฟเป็นสาเหตุสำคัญของ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศใน ระยะสั้น

ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นบ่อยในการระเบิดของภูเขาไฟคือการยุบตัวของเสาควันเมื่อเสาควันมีความหนาแน่นมากเกินไปจนไม่สามารถถูกยกขึ้นสูงไปบนท้องฟ้าด้วยการพาความร้อนของอากาศได้ และจะตกลงมาตามลาดเขาของภูเขาไฟกลายเป็น กระแส หรือคลื่นไพโรคลาสติก (แม้ว่าอย่างหลังจะมีความหนาแน่นน้อยกว่า) ในบางครั้ง หากวัสดุมีความหนาแน่นไม่เพียงพอที่จะตกลงมา อาจทำให้เกิดเมฆ ไพโรคุมูลอนิมบัส ได้

ในการปะทุของภูเขาไฟแบบระเบิดนั้น กลุ่มควันจะก่อตัวขึ้นเมื่อความเข้มข้นสูงของสารระเหยในแมกมา ที่กำลังปะทุขึ้น ทำให้แมกมาแตกตัวออกเป็นเถ้าภูเขาไฟ ละเอียด และ เศษหินภูเขาไฟหยาบ เถ้าและ เศษหินภูเขาไฟเหล่านี้ถูกพ่นออกมาด้วยความเร็วหลายร้อยเมตรต่อวินาที และสามารถพุ่งขึ้นไปสู่ความสูงหลายกิโลเมตรได้อย่างรวดเร็ว โดยอาศัยกระแส การพาความร้อน ขนาดใหญ่

เสาควันจากการปะทุอาจเกิดขึ้นชั่วคราว หากเกิดจากการระเบิดครั้งเดียว หรืออาจเกิดขึ้นต่อเนื่อง หากเกิดจากการปะทุอย่างต่อเนื่องหรือการระเบิดหลายครั้งที่เกิดขึ้นถี่ๆ

วัสดุที่เป็นของแข็งและของเหลวในเสาการปะทุจะถูกยกขึ้นโดยกระบวนการที่แตกต่างกันไปตามการเคลื่อนตัวของวัสดุ: ^{[ 1 ]}

• ที่ฐานของเสาหิน วัสดุถูกดันขึ้นจากปล่องภูเขาไฟอย่างรุนแรงด้วยแรงดันของก๊าซที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว โดยส่วนใหญ่เป็นไอน้ำ ก๊าซขยายตัวเนื่องจากแรงดันของหินด้านบนลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อเข้าใกล้พื้นผิว บริเวณนี้เรียกว่าบริเวณแรงดันก๊าซและโดยทั่วไปจะสูงขึ้นมาจากปล่องภูเขาไฟเพียงหนึ่งหรือสองกิโลเมตรเท่านั้น
• บริเวณกระแสลมร้อนพาความร้อนครอบคลุมความสูงส่วนใหญ่ของลำควัน บริเวณกระแสลมร้อนแก๊สมีความปั่นป่วนสูงมาก และอากาศโดยรอบจะผสมเข้าไปและได้รับความร้อน อากาศจะขยายตัว ลดความหนาแน่น และลอยขึ้น อากาศที่ลอยขึ้นจะพัดพาวัสดุที่เป็นของแข็งและของเหลวทั้งหมดจากการปะทุขึ้นไปด้วย
• เมื่อกลุ่มควันลอยสูงขึ้นไปในอากาศโดยรอบที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า ในที่สุดมันจะถึงระดับความสูงที่อากาศร้อนที่ลอยขึ้นมีความหนาแน่นเท่ากับอากาศเย็นโดยรอบ ในบริเวณที่มีแรงลอยตัวเป็นกลางนี้ วัสดุที่ปะทุออกมาจะไม่ลอยขึ้นด้วยการพาความร้อนอีกต่อไป แต่จะลอยขึ้นด้วยแรงส่งขึ้นเพียงอย่างเดียว บริเวณนี้เรียกว่าบริเวณร่ม (umbrella region ) และมักจะสังเกตได้จากกลุ่มควันที่แผ่ขยายออกไปด้านข้าง วัสดุที่ปะทุออกมาและอากาศเย็นโดยรอบมีความหนาแน่นเท่ากันที่ฐานของบริเวณร่ม และส่วนบนสุดจะอยู่ที่ความสูงสูงสุดที่แรงส่งพาวัสดุขึ้นไป เนื่องจากความเร็วในบริเวณนี้ต่ำมากหรือแทบไม่มีเลย จึงมักถูกบิดเบือนโดยลมในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์

ควันภูเขาไฟจะหยุดพุ่งขึ้นเมื่อถึงระดับความสูงที่ความหนาแน่นของมันมากกว่าอากาศโดยรอบ ปัจจัยหลายอย่างควบคุมความสูงที่ควันภูเขาไฟสามารถพุ่งขึ้นไปได้

ปัจจัยภายในได้แก่ เส้นผ่านศูนย์กลางของปล่องภูเขาไฟ ปริมาณ ก๊าซในแมกมา และความเร็วในการพุ่งออกมา ปัจจัยภายนอกก็มีความสำคัญเช่นกัน โดยลมอาจจำกัดความสูงของลำควัน และการไล่ระดับอุณหภูมิในพื้นที่ก็มีบทบาทเช่นกัน อุณหภูมิในชั้นบรรยากาศโทรโปสเฟียร์โดยปกติจะลดลงประมาณ 6-7 เคลวินต่อกิโลเมตร แต่การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในการไล่ระดับอุณหภูมินี้อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความสูงของลำควันในที่สุด ตามทฤษฎีแล้ว ความสูงของลำควันสูงสุดที่สามารถเกิดขึ้นได้นั้นคาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 55 กิโลเมตร (34 ไมล์) ในทางปฏิบัติ ความสูงของลำควันจะอยู่ในช่วงประมาณ 2–45 กิโลเมตร (1.2–28.0 ไมล์)

กลุ่มควันจากการปะทุที่มีความสูงกว่า 20–40 กิโลเมตร (12–25 ไมล์) ทะลุผ่านชั้นโทรโปสเฟียร์และพ่นอนุภาคเข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ เถ้าและละอองลอยในชั้นโทรโปสเฟียร์จะถูกกำจัดออกไปอย่างรวดเร็วโดยฝนแต่สารที่ถูกพ่นเข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์จะกระจายตัวได้ช้ากว่ามากหากไม่มี ระบบ สภาพอากาศการพ่นสารเข้าไปในชั้นสตราโตสเฟียร์ในปริมาณมากอาจส่งผลกระทบต่อโลกได้ เช่น หลังจากภูเขาไฟปินาตูโบปะทุในปี 1991 อุณหภูมิโลกลดลงประมาณ 0.5 องศาเซลเซียส (0.90 องศาฟาเรนไฮต์) การปะทุครั้งใหญ่ที่สุดเชื่อว่าทำให้อุณหภูมิลดลงหลายองศา และอาจเป็นสาเหตุของการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ บางครั้งที่เรา รู้จัก

ความสูงของกลุ่มควันจากการปะทุเป็นวิธีที่มีประโยชน์ในการวัดความรุนแรงของการปะทุ เนื่องจากสำหรับอุณหภูมิบรรยากาศที่กำหนด ความสูงของกลุ่มควันจะแปรผันตรงกับรากที่สี่ของอัตราการปะทุของมวล ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกัน การที่จะทำให้ความสูงของกลุ่มควันเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า จำเป็นต้องมีการปะทุที่พ่นวัสดุออกมา 16 เท่าต่อวินาที ความสูงของกลุ่มควันจากการปะทุที่ยังไม่ได้รับการสังเกตสามารถประมาณได้โดยการทำแผนที่ ระยะทาง สูงสุดที่เศษหินภูเขาไฟขนาดต่างๆ ถูกพัดพาไปจากปล่องภูเขาไฟ ยิ่งกลุ่มควันสูงเท่าไร วัสดุที่ถูกพ่นออกมาที่มีมวล (และขนาด) นั้นๆ ก็ยิ่งถูกพัดพาไปได้ไกลมากขึ้นเท่านั้น

สมการต่อไปนี้แสดงถึงความสูงสูงสุดโดยประมาณของเสาลาวาที่พุ่งขึ้นจากการระเบิด

H = k(MΔT) ^1/4

ที่ไหน:

k คือค่าคงที่ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติต่างๆ เช่น สภาพบรรยากาศ

M คืออัตราการปะทุของมวล

ΔT คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างหินหนืดที่ปะทุกับบรรยากาศโดยรอบ

เสาหินหลอมเหลวอาจอัดแน่นไปด้วยวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงจนหนักเกินกว่าที่กระแสการพาความร้อนจะพยุงไว้ได้ เหตุการณ์นี้อาจเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน เช่น หากอัตราการปะทุของหินหลอมเหลวเพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่อากาศไม่เพียงพอที่จะพยุงไว้ หรือหากความหนาแน่นของหินหลอมเหลวเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันเนื่องจากการดึงหินหลอมเหลวที่มีความหนาแน่นสูงกว่าจากบริเวณด้านล่างในห้องหินหลอมเหลวที่มีการแบ่งชั้น ขึ้นมา

หากเกิดเหตุการณ์เช่นนั้น วัสดุที่ตกลงมาถึงด้านล่างของบริเวณแรงผลักดันจากการพาความร้อนจะไม่ได้รับการพยุงไว้ด้วยการพาความร้อนอย่างเพียงพออีกต่อไป และจะตกลงมาด้วยแรง โน้มถ่วง ก่อให้เกิด กระแส หรือคลื่นไพโรคลาสติกซึ่งสามารถไหลลงมาตามลาดเขาของภูเขาไฟด้วยความเร็วมากกว่า 100–200 กิโลเมตรต่อชั่วโมง (62–124 ไมล์ต่อชั่วโมง) การยุบตัวของเสาหินเป็นหนึ่งในอันตรายจากภูเขาไฟที่พบบ่อยและอันตรายที่สุดในการปะทุที่ก่อให้เกิดเสาหิน

การปะทุหลายครั้งได้ก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่ออากาศยานที่เผชิญหน้าหรือบินผ่านกลุ่มควันจากการปะทุ ในเหตุการณ์สองครั้งที่เกิดขึ้นในปี 1982 เครื่องบินโดยสารได้บินเข้าไปในส่วนบนของกลุ่มควันจากการปะทุของภูเขาไฟกาลังกุงและเถ้าถ่านได้สร้างความเสียหายอย่างรุนแรงต่อเครื่องบินทั้งสองลำ อันตรายที่สำคัญ ได้แก่ การดูดเถ้าถ่านเข้าไปทำให้เครื่องยนต์หยุดทำงาน การถูกทรายพัดใส่กระจกห้องนักบินจนมองไม่เห็น และการปนเปื้อนของเชื้อเพลิงจากการดูดเถ้าถ่านเข้าไปในท่อปรับความดัน ความเสียหายต่อเครื่องยนต์เป็นปัญหาอย่างยิ่ง เนื่องจากอุณหภูมิภายในกังหันก๊าซสูงมากจนเถ้าภูเขาไฟละลายในห้องเผาไหม้และก่อตัวเป็นชั้นเคลือบแก้วบนชิ้นส่วนต่างๆ ที่อยู่ถัดไป เช่น ใบพัดกังหัน

ในกรณีของเที่ยวบินที่ 9 ของบริติชแอร์เวย์เครื่องบินสูญเสียกำลังเครื่องยนต์ทั้งสี่เครื่อง และในอีกกรณีหนึ่ง ซึ่งเกิดขึ้นหลังจากนั้นสิบเก้าวัน เครื่องบินโบอิ้ง 747 ของสายการบินสิงคโปร์แอร์ไลน์ก็เกิดขัดข้องด้วยเครื่องยนต์สามในสี่เครื่อง ในทั้งสองกรณี เครื่องยนต์สามารถสตาร์ทใหม่ได้สำเร็จ แต่เครื่องบินต้องลงจอดฉุกเฉินที่ จาการ์ตา

ความเสียหายที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับเครื่องบินเนื่องจากกลุ่มควันจากการปะทุของ ภูเขาไฟ เรดเอาท์ในอลาสก้าเมื่อปี 1989 หลังจากการปะทุของภูเขาไฟปินาตูโบในปี 1991 เครื่องบินหลายลำถูกเปลี่ยนเส้นทางเพื่อหลีกเลี่ยงกลุ่มควัน แต่ถึงกระนั้น เถ้าถ่านละเอียดที่กระจายไปทั่วพื้นที่กว้างในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ก็สร้างความเสียหายให้กับเครื่องบิน 16 ลำ บางลำอยู่ห่างจากภูเขาไฟถึง 1,000 กิโลเมตร (620 ไมล์)

โดยปกติแล้วจะไม่สามารถมองเห็นกลุ่มควันจากการปะทุบนเรดาร์ตรวจอากาศได้และอาจถูกบดบังด้วยเมฆธรรมดาหรือในเวลากลางคืน^{[ 3 ]}เนื่องจากความเสี่ยงที่กลุ่มควันจากการปะทุก่อให้เกิดต่อการบิน จึงมีเครือข่ายศูนย์ให้คำแนะนำเกี่ยวกับเถ้าภูเขาไฟ 9 แห่ง ทั่วโลก ซึ่งคอยตรวจสอบกลุ่มควันจากการปะทุอย่างต่อเนื่องโดยใช้ข้อมูลจากดาวเทียม รายงานภาคพื้นดิน รายงานของนักบิน และแบบจำลองทางอุตุนิยมวิทยา^{[ 4 ]}

• คอลลอยด์
• ไครโอโวลคาโน
• เอนเซลาดัส – ดวงจันทร์ที่มีกิจกรรมทางภูเขาไฟของดาวเสาร์
• ภูเขาเปเล่
• เปเล่ (ภูเขาไฟ)
• การปะทุของภูเขาไฟเปเลียน
• การปะทุแบบพลินเนียน

• Casadevall TJ; Delos Reyes PJ; Schneider DJ (1993). "การปะทุของภูเขาไฟปินาตูโบในปี 1991 และผลกระทบต่อการปฏิบัติการบิน"ไฟและโคลน: การปะทุและลาฮาร์ของภูเขาไฟปินาตูโบ ประเทศฟิลิปปินส์สำนักงานสำรวจทางธรณีวิทยาแห่งสหรัฐอเมริกา/สถาบันภูเขาไฟวิทยาและแผ่นดินไหวแห่งฟิลิปปินส์สืบค้นเมื่อ 30 มิถุนายน2550
• Chakraborty P. และคณะ (2009). "เมโซไซโคลนภูเขาไฟ" (PDF) Nature 458 ( 7237 ): 495– 500. Bibcode : 2009Natur.458..497C . doi : 10.1038/nature07866 . PMID  19325632 . S2CID  1129142 .
• Glaze LS; Baloga SM (1996). "ความไวของความสูงของกลุ่มควันลอยตัวต่อสภาวะบรรยากาศโดยรอบ: นัยสำคัญสำหรับเสาการปะทุของภูเขาไฟ" วารสารการวิจัยทางธรณีฟิสิกส์ 101 ( D1): 1529– 1540. Bibcode : 1996JGR...101.1529G . doi : 10.1029/95JD03071 .
• Scase, MM (2009). "วิวัฒนาการของเสาการปะทุของภูเขาไฟ"วารสารการวิจัยทางธรณีฟิสิกส์ 114 ( F4) 2009JF001300: F04003. รหัสบรรณานุกรม : 2009JGRF..114.4003S . doi : 10.1029/2009JF001300 .
• Woods, AW (1988). "พลศาสตร์ของไหลและอุณหพลศาสตร์ของเสาการปะทุ". Bull. Volcanol . 50 (3): 169– 193. Bibcode : 1988BVol...50..169W . doi : 10.1007/BF01079681 . S2CID  140193721 .
• Wilson L.; Sparks RSJ; Huang TC; Watkins ND (1978). "การควบคุมความสูงของเสาลาวาโดยพลังงานและพลวัตของการปะทุ". Journal of Geophysical Research . 83 (B4): 1829– 1836. Bibcode : 1978JGR....83.1829W . CiteSeerX  10.1.1.550.7357 . doi : 10.1029/JB083iB04p01829 .

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเสาหินภูเขาไฟ

• ข้อมูลจาก USGS
• คำอธิบายเกี่ยวกับกลุ่มควันจากการปะทุของภูเขาไฟกาลังกุง