Η σύνθεση του μάγματος οδηγεί τον ηφαιστειακό τρόμο

Ένα πεδίο ηφαιστειακής τέφρας κατά τη διάρκεια της έκρηξης του ηφαιστείου Cumbre Vieja στα Κανάρια Νησιά. Από την  Samantha Tramontano

Η καθημερινή δειγματοληψία τέφρας στο ηφαίστειο Cumbre Vieja στις Κανάριες Νήσους καταδεικνύει δυνατότητες για την παρακολούθηση και την πρόβλεψη των  εκρήξεων σχεδόν σε πραγματικό χρόνο.

Μια νέα μελέτη που βασίζεται στη δειγματοληψία και την ανάλυση της ηφαιστειακής τέφρας στο ηφαίστειο Cumbre Vieja στα Κανάρια Νησιά, που βρίσκεται στα ανοιχτά της βορειοδυτικής ακτής της Αφρικής, υποδηλώνει ότι η σύνθεση του μάγματος θα μπορούσε να προκαλέσει δονήσεις κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών εκρήξεων. Τα ευρήματα, τα οποία παρουσιάζονται λεπτομερώς στο περιοδικό Nature Geoscience σε μια εργασία με επικεφαλής τους επιστήμονες του Αμερικανικού Μουσείου Φυσικής Ιστορίας και του Πανεπιστημίου Πόλης της Νέας Υόρκης (CUNY), υπογραμμίζουν τις δυνατότητες της ανάλυσης ηφαιστειακής τέφρας ως εργαλείο παρακολούθησης και πρόβλεψης. 

«Η ερευνητική κοινότητα ηφαιστείων έχει γίνει πολύ καλύτερη τα τελευταία χρόνια όσον αφορά την πρόβλεψη της έναρξης μιας ηφαιστειακής έκρηξης, αλλά εξακολουθεί να είναι δύσκολο να προβλεφθεί το στυλ και η διάρκεια της έκρηξης», δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης Samantha Tramontano, και η μεταδιδακτορική συνεργάτιδα Kathryn W. Davis στο Μουσείο. «Εάν τα ευρήματά μας ισχύουν για άλλα ηφαίστεια, μπορεί να είμαστε σε θέση να παρακολουθήσουμε τις ιδιότητες του εσωτερικού μάγματος από την επιφάνεια μιας έκρηξης και αυτό θα μπορούσε να είναι πολύ σημαντικό για την αξιολόγηση του κινδύνου».

Τον Σεπτέμβριο του 2021, αφού παρέμεινε αδρανές για 50 χρόνια, το ηφαίστειο Cumbre Vieja στο νησί Λα Πάλμα, στα Κανάρια Νησιά της Ισπανίας, εξερράγη, προκαλώντας την εκκένωση χιλιάδων κατοίκων. Τις επόμενες 85 ημέρες, κατέστρεψε περισσότερα από 3.000 κτίρια και εκατοντάδες στρέμματα γεωργικής γης. Η Tramontano και ο τότε σύμβουλός της, ο Marc-Antoine Longpré του CUNY, δημιούργησαν ένα σύστημα για τη συλλογή σχεδόν καθημερινών δειγμάτων τέφρας κατά τη διάρκεια της τρίμηνης έκρηξης με τη βοήθεια συναδέλφων στο Instituto Volcanológico de Canarias και το Instituto Geográfico Nacional.

Τα δείγματα, τα οποία κατέλαβαν το 94% του χρονοδιαγράμματος της έκρηξης, στάλθηκαν πίσω στο Μουσείο για χημική ανάλυση του γυαλιού μέσα στην τέφρα, η οποία προήλθε από το ταχέως ψυχόμενο μάγμα που εκτοξεύτηκε από το ηφαίστειο, χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρονικό μικροανιχνευτή. Το σύνολο δεδομένων που προέκυψε ήταν μια ημερήσια χρονοσειρά της σύνθεσης του υγρού τμήματος του μάγματος, η πρώτη στο είδος της.

Η μελέτη αποκάλυψε αλλαγές στην ποσότητα του πυριτίου στα δείγματα, μια ένωση που κάνει το μάγμα πιο παχύρρευστο. Περισσότερο παχύρρευστο μάγμα συνήθως συνδέεται με πιο εκρηκτικές εκρήξεις. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η περιεκτικότητα σε πυρίτιο ήταν υψηλή την πρώτη εβδομάδα της έκρηξης, στη συνέχεια μειώθηκε σταδιακά μέχρι μια απότομη αντιστροφή δύο εβδομάδες πριν από το τέλος της έκρηξης, που πιθανότατα σηματοδοτούσε την αποκοπή της παροχής μάγματος του μανδύα.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές συνέκριναν αυτό το χημικό αρχείο με φυσικές παρατηρήσεις που έγιναν την ίδια στιγμή, βρίσκοντας μια συσχέτιση μεταξύ της περιεκτικότητας σε πυρίτιο και της ισχύος του τρόμου του ηφαιστείου, ενός σεισμικού συμβάντος που σχετίζεται με την κίνηση υγρών και αερίων κάτω από την επιφάνεια. Με βάση τη μοντελοποίηση και την περαιτέρω ανάλυση, η ερευνητική ομάδα προτείνει ότι η παρουσία περισσότερο ιξώδους μάγματος με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο προκαλεί αυξημένο εύρος ηφαιστειακού τρόμου, αν και απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να επιβεβαιωθεί αυτός ο μηχανισμός.

Εκτός από την προσφορά νέων ενδείξεων για την αιτία του ηφαιστειακού τρόμου, που είναι μια βασική παράμετρος παρακολούθησης της έκρηξης, η μελέτη δείχνει το όφελος του συνδυασμού συλλογής πετρολογικών δεδομένων -όπως η τέφρα- με γεωφυσικά δεδομένα για τη βελτίωση της πρόβλεψης έκρηξης, της αξιολόγησης κινδύνου και της λήψης αποφάσεων κατά τη διάρκεια ηφαιστειακών κρίσεων.

«Μια μεγάλη πρόκληση για την πετρολογική παρακολούθηση είναι ο συντονισμός της επιτόπιας εργασίας και της μεταφοράς δειγμάτων κατά τη διάρκεια κρίσεων των εκρήξεων για να καταστεί δυνατή η γρήγορη ανάλυση», δήλωσε ο Longpré. «Ο προσεκτικός προσχεδιασμός και οι τεχνολογικές εξελίξεις θα καταστήσουν δυνατή την αποτελεσματική ανάλυση δειγμάτων κοντά στην τοποθεσία στο μέλλον, υποστηρίζοντας καλύτερα την έγκαιρη ερμηνεία των γεωφυσικών δεδομένων».

ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟ ΑΜΕΡΙΚΑΝΙΚΟ ΜΟΥΣΕΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΙΣΤΟΡΙΑΣ (AMNH)

Το Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας, που ιδρύθηκε το 1869 με διπλή αποστολή την επιστημονική έρευνα και την επιστημονική εκπαίδευση, είναι ένα από τα κορυφαία επιστημονικά, εκπαιδευτικά και πολιτιστικά ιδρύματα του κόσμου. Το Μουσείο περιλαμβάνει περισσότερες από 40 αίθουσες μόνιμων εκθέσεων, γκαλερί για προσωρινές εκθέσεις, το Rose Center for Earth and Space συμπεριλαμβανομένου του Πλανητάριου Hayden και το Κέντρο Επιστήμης, Εκπαίδευσης και Καινοτομίας Richard Gilder. Οι επιστήμονες του Μουσείου αντλούν από μια μόνιμη συλλογή παγκόσμιας κλάσης με περισσότερα από 30 εκατομμύρια δείγματα και αντικείμενα, μερικά από τα οποία είναι δισεκατομμυρίων ετών, και σε μια από τις μεγαλύτερες βιβλιοθήκες φυσικής ιστορίας στον κόσμο.  Επισκεφτείτε το amnh.org για περισσότερες πληροφορίες.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα  eurekalert.org

Shifting melt composition linked to volcanic tremor at Cumbre Vieja volcano

https://www.nature.com/articles/s41561-024-01623-x

https://www.eurekalert.org/news-releases/1070069