Μια σύντομη ιστορία της ηφαιστειολογίας
Η ηφαιστειακή επιστήμη έχει εξελιχθεί εδώ και χιλιετίες, ξεκινώντας από μύθους και θρύλους και καταλήγοντας σε μια σύγχρονη και διεπιστημονική επιστήμη. Τα καλύτερα δίκτυα παρακολούθησης και η βελτιωμένη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των ηφαιστείων καθιστούν τους ανθρώπους σε όλο τον κόσμο ασφαλέστερους από τους ηφαιστειακούς κινδύνους.
Τα ηφαίστεια έχουν πυροδοτήσει τη φαντασία πολλών αρχαίων πολιτισμών, δημιουργώντας άφθονους μύθους και θρύλους. Οι αρχαίοι Έλληνες και οι Ρωμαίοι εξηγούσαν τα ηφαίστεια ως τόπους θεών. Στην πραγματικότητα, η λέξη «ηφαίστειο» προέρχεται από τον Ήφαιστο, ο οποίος ήταν ο αρχαίος Ρωμαίος θεός της φωτιάς (ο Ήφαιστος ήταν το ελληνικό αντίστοιχο). Οι πρώτες θεωρίες για τις ηφαιστειακές εκρήξεις επικαλούνταν τη φωτιά και την καύση λόγω έλλειψης κατανόησης της φυσικής και της χημείας του μάγματος. Ορισμένα ηφαιστειακά πετρώματα θεωρούνταν ότι σχηματίστηκαν από νερό μέχρι που αρκετές παρατηρήσεις μπόρεσαν να αποδείξουν το αντίθετο. Αλλά αυτές οι εξελίξεις χρειάστηκαν χρόνο.
Η γνώση για τις ηφαιστειακές εκρήξεις του παρελθόντος είναι συχνά περιορισμένη λόγω έλλειψης αρχείων από μάρτυρες. Για παράδειγμα, η γνώση μας για την ισχυρή και θανατηφόρα μινωική έκρηξη , η οποία συνέβη γύρω στο 1600 π.Χ. στο νησί της Σαντορίνης στην Ελλάδα, αποκτήθηκε κυρίως μέσω γεωλογικής και αρχαιολογικής έρευνας που έγινε περισσότερα από 3500 χρόνια αργότερα. Πιο πρόσφατα, η έκρηξη του Ταμπόρα στην Ινδονησία το 1815 - μια από τις πιο ισχυρές εκρήξεις των τελευταίων χιλιετιών - έχει λίγες μαρτυρίες αυτόπτων μαρτύρων και οι περισσότερες γνώσεις για την έκρηξη και το επόμενο έτος χωρίς καλοκαίρι προέρχονται από σύγχρονη επιστημονική ανάλυση.
Ορισμένες εκρήξεις, ωστόσο, τεκμηριώθηκαν πολύ καλά από σύγχρονους μάρτυρες και βοήθησαν να διαλυθούν οι ιδέες ότι η ηφαιστειακή δραστηριότητα σχετίζεται με τη φωτιά ή ότι τα ηφαιστειακά πετρώματα αφήνονται πίσω από το νερό. Για παράδειγμα, ο Πλίνιος ο Νεότερος παρατήρησε και περιέγραψε προσεκτικά την έκρηξη του Βεζούβιου το 79 μ.Χ. , η οποία κατέστρεψε τις ρωμαϊκές πόλεις Πομπηία και Ερκολάνο και είχε διαρκείς επιπτώσεις στη ρωμαϊκή κοινωνία. Στην Ισλανδία, η λεπτομερής τεκμηρίωση του ιερέα Γιόν Στάινγκριμσον περιέγραψε τις επιπτώσεις της έκρηξης Λάκι το 1783-1784 που οδήγησε στον θάνατο πάνω από το 50% του ζωικού πληθυσμού της Ισλανδίας και μεγάλου μέρους του ανθρώπινου πληθυσμού του νησιού. Συνδυάζοντας τόσο τις παρατηρήσεις αυτοπτών μαρτύρων όσο και την επιστημονική ανάλυση μη περιγραφόμενων γεγονότων, γεννήθηκε η σύγχρονη ηφαιστειολογία.
Μεγάλο μέρος των βάσεων για έναν σύγχρονο και αυστηρό επιστημονικό κλάδο τέθηκαν στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ού αιώνα από επιστήμονες όπως ο Giuseppe Mercalli , ο οποίος όρισε τους τύπους εκρήξεων ως Στρομπολιανές και Βουλκανικές, χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις στα ιταλικά ηφαίστεια Βεζούβιος, Στρόμπολι και Βουλκάνο. Ομοίως, ο Alfred Lacroix μελέτησε τις εκρήξεις του Montagne Pelée το 1902 και τις επόμενες στο νησί της Μαρτινίκας στην ανατολική Καραϊβική Θάλασσα και επινόησε τον γαλλικό όρο " nuée ardente " για τις θανατηφόρες πυροκλαστικές ροές που κατέστρεψαν την πόλη Saint-Pierre. Το 1841, η ίδρυση του Αστεροσκοπείου του Βεζούβιου στην Ιταλία - του πρώτου παρατηρητηρίου ηφαιστείων στον κόσμο - παρείχε την απαραίτητη υποδομή για εξειδικευμένη έρευνα.
Στο πρώτο μισό του 20ού αιώνα , επιστήμονες όπως (μεταξύ πολλών άλλων) ο Thomas Jaggar (ιδρυτής του Παρατηρητηρίου Ηφαιστείων της Χαβάης το 1912), ο Howel Williams (ο οποίος ανέπτυξε τις αρχές σχηματισμού ηφαιστειακής καλντέρας), ο Norman Bowen (κορυφαίος ειδικός στα πυριγενή πετρώματα), ο Kiyoo Mogi (πρωτοπόρος σε μοντέλα παραμόρφωσης που προκαλείται από μάγμα ), η Gladys West, η οποία πρωτοστάτησε στην τεχνολογία GPS, ο Sigurdur Thorarinsson (μελετητής τέφρας ), και οι επιστήμονες του USGS, Florence Bascom (η οποία συνέβαλε σε έναν τύπο αναγνώρισης ηφαιστείων μέσω γεωλογικής χαρτογράφησης), ο Robert L. Smith (ειδικός στους τόφφους ροής τέφρας ) και ο Wes Hildreth (ο οποίος δημιούργησε εξαντλητικούς γεωλογικούς χάρτες και περιγραφές ηφαιστειακών ιστοριών) οδήγησαν σε μια σημαντικά καλύτερη κατανόηση των ηφαιστειακών διεργασιών μέσω λεπτομερών ερευνών ηφαιστείων σε όλο τον κόσμο, εργαστηριακών πειραμάτων, χαρτογράφησης και χημικού και ορυκτολογικού χαρακτηρισμού των πετρωμάτων. Μεγάλο μέρος της αυξανόμενης γνώσης για την ηφαιστειακή δραστηριότητα ενσωματώθηκε στη θεωρία της τεκτονικής των πλακών , κυρίως τη δεκαετία του 1960.
Εικόνα Landsat 9 του ηφαιστείου Shiveluch, 15 Απριλίου 2023.Ο δορυφόρος Landsat 9 (μια συνεργασία NASA-USGS) κατέγραψε αυτήν την εικόνα στις 15 Απριλίου 2023, από την έκρηξη του ηφαιστείου Shiveluch στη Ρωσία. Τεράστια σύννεφα τέφρας ξεχύθηκαν από τον κύριο κρατήρα, καλύπτοντας πάνω από 40.000 τετραγωνικά μίλια (108.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα).
Μερικές από τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στην ηφαιστειακή επιστήμη έχουν επιτευχθεί μέσω αναλυτικών και πειραματικών εξελίξεων στη χημεία και τη φυσική. Για παράδειγμα, τα φασματόμετρα μάζας παρέχουν τα μέσα για την χρονολόγηση παλαιότερων ηφαιστειακών εκρήξεων και τον προσδιορισμό των χημικών τους συνθέσεων. Τα ψηφιακά σεισμόμετρα παρέχουν τις απαραίτητες πληροφορίες για την παρακολούθηση της μεταφοράς μάγματος στο υπέδαφος. Οι διαστημικές μετρήσεις παρέχουν πληροφορίες σχετικά με την ανύψωση και την καθίζηση της επιφάνειας του εδάφους. Η σύνθεση των ηφαιστειακών αερίων και ο ρυθμός εκπομπής τους , που παρέχουν πληροφορίες για το μάγμα σε βάθος, μετρώνται ως επί το πλείστον εξ αποστάσεως και αυτόνομα . Ο όγκος και ο ρυθμός ανάπτυξης των ενεργών ροών λάβας και των θόλων μπορούν να μετρηθούν με πλάγια φωτογραμμετρία χρησιμοποιώντας drones (UAS). Οι δορυφόροι που βρίσκονται σε τροχιά στο διάστημα παρέχουν ποικίλους τύπους πληροφοριών, συμπεριλαμβανομένων θερμικών ανωμαλιών . Ο συνδυασμός των πολλών τύπων μετρήσεων με τη χαρτογράφηση των εκρηκτικών ηφαιστειακών πετρωμάτων επιτρέπει μια διεπιστημονική προσπάθεια που μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με το χρονοδιάγραμμα, τις τοποθεσίες και τα μεγέθη προηγούμενων εκρήξεων, γεγονός που με τη σειρά του βοηθά τις προσπάθειες έκδοσης προβλέψεων και αξιολόγησης κινδύνων.
Το Πρόγραμμα Ηφαιστειακών Κινδύνων (VHP) του USGS ιδρύθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1980 για να αντιμετωπίσει την εθνική ανάγκη για πληροφορίες για τα ηφαίστεια μετά την έκρηξη του όρους St. Helens το 1980. Το 2001, το Παρατηρητήριο Ηφαιστείου Yellowstone (YVO) ήταν το τέταρτο από τα πέντε παρατηρητήρια ηφαιστείων του USGS που ιδρύθηκαν. Έκτοτε, η παρακολούθηση της ηφαιστειακής και υδροθερμικής δραστηριότητας έχει εξελιχθεί σημαντικά με την ενσωμάτωση νέων τεχνολογιών. Το σχέδιο παρακολούθησης του YVO και οι συνιστώμενες από το VHP δυνατότητες και όργανα για την παρακολούθηση ηφαιστείων στις Ηνωμένες Πολιτείες αποσκοπούν στην αντιμετώπιση της αποστολής του USGS « να ενισχύσει τη δημόσια ασφάλεια και να ελαχιστοποιήσει τις κοινωνικές και οικονομικές διαταραχές από τις εκρήξεις, παρέχοντας αποτελεσματικές προβλέψεις, προειδοποιήσεις και πληροφορίες σχετικά με τους κινδύνους των ηφαιστείων με βάση την επιστημονική κατανόηση των ηφαιστειακών διεργασιών ».
Επιστήμονες του USGS εκτελούν καθήκοντα παρακολούθησης στην αίθουσα επιχειρήσεων του Παρατηρητηρίου Ηφαιστείων της Αλάσκας (AVO). Το AVO παρακολουθεί πάνω από 130 ηφαίστεια και ηφαιστειακά πεδία που ήταν ενεργά τα τελευταία δύο εκατομμύρια χρόνια, με περισσότερα από 50 να έχουν εκραγεί τα τελευταία 300 χρόνια.
Σχεδόν όλες οι χώρες με ενεργά ηφαίστεια διαθέτουν σήμερα ινστιτούτα αφιερωμένα στην παρακολούθηση της ηφαιστειακής δραστηριότητας . Η έλευση των σύγχρονων μεθόδων επικοινωνίας, και ιδιαίτερα του διαδικτύου τη δεκαετία του 1990, επέτρεψε στα αστεροσκοπεία παγκοσμίως να ανταλλάσσουν πληροφορίες, να μαθαίνουν το ένα από το άλλο και να παρέχουν παγκόσμιες ειδοποιήσεις. Με την υποστήριξη του USGS, το Παγκόσμιο Πρόγραμμα Ηφαιστειακής Δραστηριότητας (GVP), το οποίο αποτελεί μέρος του Ινστιτούτου Smithsonian, καταγράφει και διαδίδει πληροφορίες σχετικά με την παγκόσμια ηφαιστειακή δραστηριότητα και αποτελεί ένα εξαιρετικό μέρος για να μάθετε περισσότερα για τις εκρήξεις του παρελθόντος και του παρόντος σε όλο τον κόσμο.
Χρειάστηκαν αρκετές χιλιετίες για να μεταμορφωθεί η ηφαιστειολογία από μύθους και θρύλους σε μια σύγχρονη και διεπιστημονική επιστήμη που χρησιμοποιεί αναδυόμενες τεχνολογίες και αποτελεσματικές επικοινωνίες. Η προοδευτική τεχνολογία που αποτελεί τη βάση της σύγχρονης ηφαιστειολογίας καθιστά τους ανθρώπους σε όλο τον κόσμο καλύτερα ενημερωμένους και προστατευμένους από τους ηφαιστειακούς κινδύνους.
Το Yellowstone Caldera Chronicles είναι μια εβδομαδιαία στήλη που γράφεται από επιστήμονες και συνεργάτες του Παρατηρητηρίου Ηφαιστείου Yellowstone. Η συμβολή αυτής της εβδομάδας προέρχεται από τον Shaul Hurwitz, ερευνητή υδρολόγο της Γεωλογικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ.
Shaul Hurwitz
Yellowstone Volcano Observatory (YVO)
https://www.usgs.gov/observatories/yvo/news/a-brief-history-volcanology-myths-and-legends-a-modern-and-interdisciplinary