Πώς λειτουργούν τα ηφαίστεια;
Το Oldoinyo Lengai στην Τανζανία είναι το μόνο ενεργό ηφαίστειο καρβονατίτη στη Γη. Από: Miriam Reiss.
Καλύτερη κατανόηση των ηφαιστείων: Οι επιστήμονες βρίσκουν ακριβείς τοποθεσίες κίνησης μάγματος.
Πώς λειτουργούν τα ηφαίστεια; Τι συμβαίνει κάτω από την επιφάνειά τους; Τι προκαλεί τις δονήσεις - γνωστές ως τρόμος - που συμβαίνουν όταν το μάγμα ή τα αέρια κινούνται προς τα πάνω μέσω των αγωγών ενός ηφαιστείου; Η καθηγήτρια Δρ. Μίριαμ Κριστίνα Ράις, σεισμολόγος ηφαιστείων στο Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg στο Μάιντς (JGU), και η ομάδα της έχουν εντοπίσει τέτοια σήματα τρόμου στο ηφαίστειο Oldoinyo Lengai στην Τανζανία.
«Δεν καταφέραμε μόνο να ανιχνεύσουμε τον τρόμο, αλλά και να προσδιορίσουμε την ακριβή του θέση σε τρεις διαστάσεις - την τοποθεσία και το βάθος του κάτω από την επιφάνεια», δήλωσε ο Reiss. «Αυτό που ήταν ιδιαίτερα εντυπωσιακό ήταν η ποικιλομορφία των διαφορετικών σημάτων τρόμου που ανιχνεύσαμε».
Τα ευρήματα παρέχουν νέες γνώσεις σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο μεταφέρονται το μάγμα και το αέριο μέσα στη Γη και έτσι βελτιώνουν την κατανόησή μας για τη δυναμική των ηφαιστειακών φαινομένων. Αυτό έχει επίσης κοινωνική σημασία, καθώς οι ερευνητές ελπίζουν ότι το έργο τους θα ενισχύσει την ικανότητα πρόβλεψης των ηφαιστειακών εκρήξεων μακροπρόθεσμα. Τα αποτελέσματά τους δημοσιεύονται στο Communications Earth & Environment .
Ο τρόμος παρέχει πληροφορίες για την ηφαιστειακή δραστηριότητα.
Όταν το μάγμα ανεβαίνει από τα βάθη της Γης προς ή μέσα σε ένα ηφαίστειο, αυτό μπορεί να προκαλέσει δόνηση. Εάν το μάγμα ασκήσει υψηλή πίεση , το περιβάλλον πέτρωμα μπορεί να σπάσει, με αποτέλεσμα σεισμούς. Άλλες διεργασίες μπορούν να προκαλέσουν ηπιότερες δονήσεις, γνωστές ως τρόμο. Για παράδειγμα, όταν το μάγμα ανεβαίνει μέσω προϋπαρχόντων καναλιών, όταν αέρια διαφεύγουν από το μάγμα ή όταν συμβαίνουν διακυμάνσεις πίεσης στις οδούς μεταφοράς.
«Για τη σεισμολογία των ηφαιστείων, είναι εξαιρετικά ενδιαφέρον να μελετήσουμε αυτά τα σήματα και τους τύπους κυμάτων που προκύπτουν όταν το μάγμα κινείται κάτω από την επιφάνεια», δήλωσε η Reiss.
Δύο βασικά ερωτήματα καθοδηγούν την έρευνά της: Από πού ακριβώς προέρχεται ο τρόμος; Και ποια διαδικασία οδηγεί στη δημιουργία του; Οι απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα μπορούν να αποκαλύψουν κρίσιμες πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση και τη δραστηριότητα ενός ηφαιστείου.
Μαζί με την ομάδα της, η Reiss κατέγραψε σεισμικά δεδομένα στο ηφαίστειο Oldoinyo Lengai στην Τανζανία για διάστημα 18 μηνών. Εγκατέστησαν πολυάριθμα σεισμόμετρα γύρω από το ηφαίστειο για την ανίχνευση κραδασμών εδάφους. Πίσω στο Μάιντς, οι ερευνητές ανέλυσαν τα δεδομένα, εστιάζοντας σε ένα χρονικό παράθυρο εννέα εβδομάδων για τη μελέτη αυτή.
«Για πρώτη φορά, καταφέραμε να προσδιορίσουμε την ακριβή τοποθεσία όπου συμβαίνει ο τρόμος», δήλωσε ο Ράις. «Ανακαλύψαμε ότι δύο τύποι τρόμου φαίνεται να συνδέονται: Ο ένας προέρχεται από βάθος περίπου 5 χιλιομέτρων και ο άλλος κοντά στη βάση του ηφαιστείου - με χρονική καθυστέρηση μεταξύ τους. Είναι σαφές ότι αυτά τα σήματα είναι συνδεδεμένα, επομένως βλέπουμε ένα άμεσα συνδεδεμένο σύστημα εδώ».
Η ποικιλομορφία των σημάτων δόνησης που ανίχνευσε η ομάδα ήταν επίσης εκπληκτικά μεγάλη. Αυτό πιθανότατα αντανακλά ότι ο δονητής προέρχεται από διαφορετικές περιοχές του ηφαιστείου, καθεμία με ξεχωριστές ιδιότητες και καθοδηγούμενη από διαφορετικές διεργασίες. Το ίδιο το Oldoinyo Lengai είναι μοναδικό, καθώς είναι το μόνο ενεργό ηφαίστειο καρβονατίτη στη Γη. Το μάγμα του έχει μια ασυνήθιστη σύνθεση, καθώς είναι πολύ πιο ρευστό και σχετικά δροσερό, μόνο περίπου 550 βαθμοί Κελσίου, σε σύγκριση με τους 650 έως 1.200 βαθμούς Κελσίου που είναι τυπικό για τα περισσότερα μάγματα.
«Τα αποτελέσματα ήταν ιδιαίτερα εκπληκτικά επειδή το μάγμα είναι τόσο ρευστό. Περιμέναμε λίγο ή καθόλου τρόμο, καθώς η αλληλεπίδραση με το περιβάλλον βράχο πιθανότατα θα ήταν ασθενέστερη», εξήγησε ο Ράις.
Τα νέα ευρήματα της Reiss και των συναδέλφων της προάγουν τη σεισμολογία των ηφαιστείων προσφέροντας πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη δυναμική της κίνησης του μάγματος. «Ο τρόμος εμφανίζεται κάθε φορά που το μάγμα κινείται - ακόμη και πριν από τις εκρήξεις», δήλωσε η Reiss. «Ποια όμως σήματα τρόμου είναι αληθινοί πρόδρομοι μιας έκρηξης και ποια είναι απλώς «γουργούρισμα» υποβάθρου; Τα αποτελέσματά μας θέτουν τα θεμέλια για τη βελτίωση της πρόβλεψης των εκρήξεων στο μέλλον».
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα phys.org
M. C. Reiss et al, Tremor signals reveal the structure and dynamics of the Oldoinyo Lengai magmatic plumbing system, Communications Earth & Environment (2025). DOI: 10.1038/s43247-025-02804-1
Communications Earth & Environment
https://phys.org/news/2025-10-volcanoes-scientists-exact-magma-movement.html