Πόσο μεγάλος είναι ο κίνδυνος ένα ηφαίστειο να εκραγεί; Για να απαντηθεί αυτό το ερώτημα, οι επιστήμονες χρειάζονται πληροφορίες σχετικά με την εσωτερική δομή του. Ωστόσο, η συλλογή αυτών των δεδομένων μπορεί να χρειαστεί αρκετά χρόνια επιτόπιας εργασίας, αναλύσεων και παρακολούθησης, γεγονός που εξηγεί γιατί, μέχρι στιγμής, έχουμε ικανοποιητικά στοιχεία μόλις για το 30% των ενεργών ηφαιστείων.
Τώρα, όμως, μία ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE) ανέπτυξε μια μέθοδο για γρήγορη απόκτηση πολύτιμων πληροφοριών. Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό “Geology”, ανοίγει νέες προοπτικές για τον εντοπισμό ηφαιστείων που παρουσιάζουν τον μεγαλύτερο κίνδυνο.
Στη Γη υπάρχουν περίπου 1.500 ενεργά ηφαίστεια, ωστόσο ακριβή δεδομένα έχουμε μόνο για το 30% από αυτά, καθώς είναι δύσκολη η παρατήρηση του “καυσίμου” τους· του μάγματος, το οποίο είναι πλούσιο σε πληροφορίες. Και ενώ αυτό το λιωμένο πέτρωμα δημιουργείται αρχικά σε βάθη μεταξύ 60 και 150 χιλιομέτρων στο μανδύα της Γης, οι ανθρώπινες γεωτρήσεις δεν ξεπερνούν γενικά τα 10 χιλιόμετρα, γεγονός που αποτρέπει την άμεση παρατήρηση. Ο ρυθμός παραγωγής μάγματος βαθιά, κάτω από ένα ηφαίστειο, καθορίζει το μέγεθος και τη συχνότητα των μελλοντικών εκρήξεών του.
Αυτή η έλλειψη δεδομένων είναι ανησυχητική, καθώς περισσότεροι από 800 εκατομμύρια άνθρωποι ζουν κοντά σε ενεργά ηφαίστεια. Ως εκ τούτου, σε αρκετές περιοχές δεν υπάρχουν στοιχεία για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας του ηφαιστείου, και της έκτασης των μέτρων που θα πρέπει να ληφθούν -για παράδειγμα η ακτίνα της εκκένωσης- σε περίπτωση που αναμένεται έκρηξη.
Τρεις βασικές παράμετροι
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μεθόδους γεωχημικής και γεωφυσικής ανάλυσης για την παρακολούθηση των ηφαιστείων. Όμως, με αυτές μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες για να καταλάβουμε σε βάθος πώς λειτουργεί ένα συγκεκριμένο ηφαίστειο. Πλέον, χάρη στην πρόσφατη εργασία της ομάδας του Luca Caricchi, τακτικού καθηγητή στο Τμήμα Επιστημών της Γης της Σχολής Επιστημών του UNIGE, είναι δυνατό να πάρουμε πιο γρήγορα αυτές τις πολύτιμες πληροφορίες.
Η μέθοδος χρησιμοποιεί τρεις εύκολα μετρήσιμες παραμέτρους: το ύψος του ηφαιστείου, το πάχος των πετρωμάτων που χωρίζουν την “δεξαμενή” του ηφαιστείου από την επιφάνεια, και τη χημική σύνθεση του μάγματος που απελευθερώθηκε από παλιότερες εκρήξεις. Η πρώτη μπορεί να προσδιοριστεί μέσω δορυφόρου, η δεύτερη με γεωφυσική ή/και χημική ανάλυση ορυκτών (κρυστάλλων) στα ηφαιστειακά πετρώματα και η τρίτη με άμεση δειγματοληψία.
Αναλύοντας τα υπάρχοντα δεδομένα για το ηφαιστειακό τόξο των Μικρών Αντιλλών (ενός καλά μελετημένου αρχιπελάγους νησιών-ηφαιστείων) η ομάδα βρήκε ότι υπάρχει σχέση μεταξύ του ύψους των ηφαιστείων και του ρυθμού με τον οποίο παράγεται μάγμα. «Τα υψηλότερα ηφαίστεια εμφανίζουν τις μεγαλύτερες εκρήξεις κατά μέσο όρο κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Με άλλα λόγια, μπορούν να δώσουν μεγαλύτερη ποσότητα μάγματος σε ένα μόνο γεγονός», εξηγεί ο Oliver Higgins, πρώην διδακτορικός φοιτητής στην ομάδα του Luca Caricchi και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν επίσης ότι όσο πιο λεπτός είναι ο φλοιός της Γης κάτω από το ηφαίστειο, τόσο πιο κοντά στην επιφάνεια βρίσκεται η δεξαμενή μάγματος και τόσο πιο θερμικά ώριμο είναι το ηφαίστειο. «Όταν το μάγμα ανεβαίνει από τα βάθη, τείνει να ψύχεται και να στερεοποιείται, γεγονός που σταματά την άνοδό του. Όταν, όμως, η παροχή μάγματος είναι μεγάλη, το μάγμα διατηρεί τη θερμοκρασία του, συσσωρεύεται στη δεξαμενή που θα τροφοδοτήσει μια μελλοντική έκρηξη και “τρώει” τον φλοιό της Γης», εξηγεί ο Luca Caricchi, ο δεύτερος και τελευταίος συγγραφέας της μελέτης.
Προσδιορισμός των ηφαιστείων με μεγαλύτερο δείκτη κινδύνου
Όσον αφορά την τελευταία παράμετρο, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι η μέση χημική σύσταση του μάγματος που έχει ήδη εκραγεί αποτελεί δείκτη της εκρηκτικότητάς του. «Τα υψηλά επίπεδα πυριτίου, για παράδειγμα, δείχνουν ότι το ηφαίστειο τροφοδοτείται από μεγάλες ποσότητες μάγματος. Σε αυτήν την περίπτωση, υπάρχει μεγαλύτερος κίνδυνος για μία μεγάλη, ιδιαίτερα ισχυρή έκρηξη από αυτό το ηφαίστειο», εξηγούν.
Μαζί, οι τρεις παράμετροι που προσδιορίστηκαν από την ομάδα του UNIGE, μας δίνουν ένα “στιγμιότυπο” της εσωτερικής δομής ενός ηφαιστείου. Παρέχουν μία αρχική εκτίμηση της επικινδυνότητας των ηφαιστείων που δεν έχουν μελετηθεί καλά, χωρίς να χρειάζονται ιδιαίτεροι τεχνικοί και οικονομικοί πόροι. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό των ενεργών ηφαιστείων που είναι πιθανότερο να εμφανίσουν έκρηξη μεγάλης κλίμακας, και που απαιτούν αυξημένη επιτήρηση.
Παραπομπές: Oliver Higgins et al, Eruptive dynamics reflect crustal structure and mantle productivity beneath volcanoes, Geology (2023). DOI: 10.1130/G51355.1
Πηγή: Πανεπιστήμιο της Γενεύης (UNIGE) http://www.unige.ch/
