Πως γεννιέται ένα υπερηφαίστειο;

Το ηφαίστειο Uturuncu της Βολιβίας είναι το ταχύτερα αναπτυσσόμενο ηφαίστειο στη Γη. Φωτογραφία Shanaka de Silva.

Τα υπερηφαίστεια είναι μια από τις πιο καταστροφικές δυνάμεις της φύσης, αλλά δεδομένου ότι δεν υπάρχουν καταγεγραμμένες παρατηρήσεις υπερ-εκρήξεων - η τελευταία συνέβη πριν από 74.000 χρόνια στην Ινδονησία - οι επιστήμονες δεν κατανοούν πλήρως πώς λειτουργούν. Τώρα μια ομάδα που μελετά το ηφαίστειο που φουσκώνει ταχύτερα στον κόσμο, το Uturuncu της Βολιβίας, ρίχνει λίγο φως στο πώς τα υπερηφαίστεια γίνονται τόσο ισχυρά.

Μέχρι στιγμής, τα περισσότερα από αυτά που γνωρίζουν οι επιστήμονες για τα υπερηφαίστεια προέρχονται από τη μελέτη των επακόλουθων εκρήξεων σε μέρη όπως το Εθνικό Πάρκο Yellowstone στο Wyoming ή η λίμνη Toba στην Ινδονησία .

«Τα περισσότερα μέρη μπορούμε μόνο να ελπίζουμε ότι θα ανασυνθέσουμε αυτό που συνέβη μετά από μια έκρηξη. Στο Uturuncu, μπορούμε να παρατηρήσουμε σε πραγματικό χρόνο πώς εξελίσσεται το ηφαίστειο», λέει ο Noah Finnegan, γεωμορφολόγος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Κρουζ. Ο Finnegan είναι μέλος του έργου PLUTONS , μιας διεθνούς προσπάθειας που χρηματοδοτείται από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών για τη μελέτη του Uturuncu, ενός στρωματοηφαιστείου ύψους 6.000 μέτρων στη νότια Βολιβία. Το Uturuncu δεν έχει εκραγεί πρόσφατα - η τελευταία έκρηξη ήταν περίπου 300.000 χρόνια πριν - αλλά απέχει πολύ από το νεκρό.

Το Uturuncu δεν είναι υπερηφαίστειο, αλλά βρίσκεται ανάμεσα σε μια από τις μεγαλύτερες συλλογές καλδέρας υπερηφαιστείων στη Γη. Αυτή η περιοχή - κατά μήκος των συνόρων της Βολιβίας, της Χιλής και της Αργεντινής, γνωστή ως ηφαιστειακό σύμπλεγμα Altiplano-Puna - είναι γεμάτη από καλδέρες από τουλάχιστον 8 τεράστιες υπερ-εκρήξεις, η νεότερη που χρονολογείται πριν από περίπου 1 εκατομμύριο χρόνια.

Το Uturuncu δεν θα εξελιχθεί σε ένα υπερηφαίστειο όπως οι γείτονές του σύντομα, αν ποτέ, αλλά ο Finnegan και οι συνεργάτες του λένε ότι πολλά μπορούν να μάθουν μελετώντας το ηφαίστειο.

Από τότε που ξεκίνησε η παρακολούθηση τη δεκαετία του 1980, το Uturuncu παραμένει σταθερό ως το ηφαίστειο που φουσκώνει ταχύτερα στη Γη. Κατά μέσο όρο, αυξάνεται κατά ένα εκατοστό το χρόνο, λέει ο Shanaka de Silva , ηφαιστειολόγος στο Πανεπιστήμιο του Όρεγκον και συνεργάτης του PLUTONS. Αυτό το φούσκωμα προέρχεται από το μάγμα που αντλείται σε έναν υπόγειο θάλαμο μάγματος. Αλλά σε αντίθεση με πολλά ηφαίστεια - όπου ένας ταχέως διογκούμενος θάλαμος μάγματος δείχνει συχνά μια επικείμενη έκρηξη - αυτό είναι εξαιρετικά σταθερό και δεν δείχνει σημάδια έκρηξης σύντομα.

«Προσπαθούμε να καταλάβουμε αν ο γρήγορος ρυθμός έχει να κάνει με το υπερηφαιστειακό σύμπλεγμα ή αν είναι απλώς ένα ταχέως κινούμενο κανονικό ηφαιστειακό σύστημα», λέει ο de Silva. «Τελικά, θα θέλαμε να έχουμε καλύτερη κατανόηση του ρυθμού με τον οποίο συσσωρεύεται το μάγμα κάτω από το Uturuncu και τη γεωμετρία αυτού του πληθωρισμού», λέει.

Το έργο PLUTONS έχει προσεγγίσει τη μελέτη του Uturuncu από τόσες πολλές οπτικές γωνίες, συμπεριλαμβανομένων δορυφορικών εικόνων InSAR, ανάλυσης σεισμικών και βαρυτικών δεδομένων, μαγνητοτελουρικής, γεωμορφολογίας και μελετών μοντελοποίησης, που ο de Silva λέει ότι η προσπάθεια μοιάζει περισσότερο με την ηφαιστειακή εγκληματολογία παρά με απλή γεωλογία.

«Το PLUTONS φέρνει κοντά πολλούς ανθρώπους από διαφορετικούς τομείς εξειδίκευσης, κάτι που μπορεί να παράγει ενδιαφέροντα αποτελέσματα», λέει ο Ilya Bindeman, ηφαιστειολόγος και γεωχημικός στο Πανεπιστήμιο του Όρεγκον που δεν ασχολείται με το PLUTONS.

Τώρα στον τρίτο χρόνο του, οι προσπάθειες του έργου αρχίζουν να αποδίδουν κάποια οφέλη. Χρησιμοποιώντας μια εξελιγμένη μελέτη μοντελοποίησης, η ομάδα του de Silva απέδειξε έναν πιθανό μηχανισμό για τη συσσώρευση τεράστιων όγκων μάγματος χωρίς να προκαλέσει έκρηξη, δεδομένα που παρουσίασαν στην ετήσια συνάντηση της Geologic Society of America (GSA) στη Μινεάπολη του Μινν., τον περασμένο Οκτώβριο.

Στα περισσότερα ηφαίστεια, οι εκρήξεις συμβαίνουν όταν ο θάλαμος μάγματος φτάσει σε μια ορισμένη χωρητικότητα. Οι επιστήμονες εικάζουν εδώ και καιρό ότι τα υπερηφαίστεια πρέπει να έχουν ένα μέσο για να επεκτείνουν τον θάλαμο μάγματος καθώς γεμίζει, συσσωρεύοντας έτσι περισσότερο υλικό χωρίς να πυροδοτήσουν έκρηξη.

Τα μοντέλα προτείνουν ότι ένα όλκιμο στρώμα πέτρας γύρω από τον θάλαμο μάγματος θα μπορούσε να επιτρέψει τη δημιουργία πίεσης για δεκάδες χιλιάδες χρόνια, με αποτέλεσμα την εκτεταμένη ανύψωση της οροφής πάνω από τον θάλαμο μάγματος, διευρύνοντας τον χώρο και επιτρέποντας τη συλλογή μεγαλύτερης ποσότητας μάγματος με την πάροδο του χρόνου χωρίς να προκαλέσει έκρηξη.

«Τα περισσότερα μοντέλα λαμβάνουν μικρές ιστορικές εκρήξεις και κλιμακώνουν τη διαδικασία σε υπερηφαιστειακές διαστάσεις», λέει ο de Silva. Το πρόβλημα, λέει, είναι ότι οι υπερ-εκρήξεις δεν είναι απλώς κλιμακωμένες κανονικές εκρήξεις.

Μια άλλη μελέτη, με επικεφαλής τον Finnegan παρουσιάστηκε επίσης στη συνεδρίαση της GSA του Οκτωβρίου , χρησιμοποιεί αποξηραμένα κοιτάσματα στις όχθες της λίμνης για τη μελέτη του ρυθμού πληθωρισμού του Uturuncu τα τελευταία χιλιάδες χρόνια. «Αυτή τη στιγμή η περιοχή γύρω από το Uturuncu είναι πολύ άνυδρη, αλλά υπήρχαν πολλές λίμνες εδώ κατά τη διάρκεια του τελευταίου μέγιστου παγετώνα», λέει ο Finnegan. Μετά από αργή ξήρανση τα τελευταία 10.000 χρόνια, οι λίμνες άφησαν «δαχτυλίδια μπανιέρας» που καταγράφουν τα προηγούμενα υψόμετρά τους.

«Οι επιφάνειες των λιμνών μας λένε τι ήταν οριζόντιο. Οποιαδήποτε κλίση που έχει συμβεί τα τελευταία χιλιάδες χρόνια είναι ένας δείκτης αύξησης εδάφους, που μας επιτρέπει να επεκτείνουμε το ρεκόρ πολύ περισσότερο», λέει. Μέχρι στιγμής, ο Finnegan και οι συνεργάτες του δεν έχουν βρει ισχυρές αποδείξεις ότι ο γρήγορος ρυθμός του Uturuncu έχει διαρκέσει για περισσότερα από 1000 χρόνια, αλλά τι σημαίνει αυτό για το μέλλον του ηφαιστείου είναι άγνωστο.

«Εάν μπορούμε να καταλάβουμε τι συμβαίνει κάτω από το ηφαίστειο, μπορούμε να προσπαθήσουμε να καταλάβουμε τι μπορεί να συμβεί στο μέλλον», λέει ο de Silva. «Είναι αυτό σημάδι ενός αναπτυσσόμενου υπερηφαιστείου; Ή απλώς ένα κανονικό ηφαίστειο που φουσκώνει γρήγορα;»

Παρά το φούσκωμα του Uturuncu, δεν υπάρχει άμεσος λόγος ανησυχίας, λέει ο de Silva, καθώς το ηφαίστειο φαίνεται να είναι αρκετά σταθερό χωρίς σημάδια μελλοντικής έκρηξης, όπως αυξημένη σεισμικότητα ή εκπομπές αερίων.

Είναι απίθανο κάποιος ζωντανός σήμερα να δει τον Uturuncu να εκρήγνυται, λέει. «Έχουμε να κάνουμε με χρονικές κλίμακες μεγαλύτερες από την ανθρώπινη ύπαρξη».

Γεωδίφης με πληροφορίες από earthmagazine.org