Ηφαίστεια ο υπόγειος ρυθμιστής

Μπορούμε να δαμάσουμε την «οργή της Γης»;

της Λαλίνας Φαφούτη

Μπορούν να ξεφυτρώσουν οπουδήποτε, οποιαδήποτε στιγμή. Και, παρότι είμαστε πλέον αρκετά βήματα πιο κοντά στην πρόγνωση των ηφαιστειακών εκρήξεων, υπάρχουν ακόμη πολλά μυστικά τους κρυμμένα καλά μέσα στη Γη... 

Σχηματίζουν βουνά και νησιά, ανακουφίζουν τη Γη από τις εσωτερικές πιέσεις και εντάσεις της, και από καιρού εις καιρόν τη δροσίζουν σκιάζοντάς τη με τα αέρια που εκπέμπουν οι μεγάλες εκρήξεις τους. Τα ηφαίστεια είναι ένας ρυθμιστικός παράγοντας ζωτικής σημασίας για την ισορροπία του πλανήτη μας αλλά και για την παρουσία της ζωής σε αυτόν. Αν και τον συντροφεύουν από τα πρώτα βήματά του και παρά το γεγονός ότι προσελκύουν ιδιαίτερα το ενδιαφέρον των επιστημόνων που τα μελετούν εδώ και αιώνες, πολλές πλευρές της ύπαρξής τους μας διαφεύγουν. Κυρίως αυτές που αφορούν άμεσα τη ζωή και την καθημερινότητά μας, τις οποίες μπορούν να απειλήσουν περισσότερο ή λιγότερο, θάβοντας πόλεις και χωριά ή απλώς καθηλώνοντας τα αεροπλάνα στο έδαφος, όπως συνέβη πριν από τέσσερα χρόνια τέτοια εποχή, τον Απρίλιο και τον Μάιο του 2010, με την έκρηξη του Εϊγιαφιαλαγιόκουλ στην Ισλανδία. Τι ξέρουμε και τι αγνοούμε γύρω από αυτά και ποιες άμυνες διαθέτουμε για να τα αντιμετωπίσουμε;

Αντίθετα από τους σεισμούς, που είναι ξαφνικοί και απρόβλεπτοι, οι ηφαιστειακές εκρήξεις εμφανίζουν κάποια σημάδια της επικείμενης έλευσής τους αρκετά νωρίτερα, δίνοντας πολλές φορές την ευκαιρία στους κατοίκους της απειλούμενης περιοχής να απομακρυνθούν. Παρ' όλα αυτά οι επιστήμονες δεν είναι σε θέση να προβλέψουν πότε ένα ηφαίστειο πρόκειται να εκραγεί και, ακόμη περισσότερο, τι μέγεθος θα έχει η έκρηξή του. «Νομίζω ότι η πρόγνωση είναι ένα δύσκολο ζήτημα και αυτή τη στιγμή χωλαίνει σε μεγάλο βαθμό» λέει μιλώντας στο «Βήμα» ο Στιβ Τέιτ, ηφαιστειολόγος στο Ινστιτούτο Γεωφυσικής του Παρισιού, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Paris 7 και συντονιστής του ευρωπαϊκού προγράμματος EVOSS για την εξ αποστάσεως και σε πραγματικό χρόνο παρακολούθηση της ηφαιστειακής δραστηριότητας στην Ευρώπη και στην Αφρική, τον οποίο συναντήσαμε στην Αθήνα, μετά την ομιλία του στο Γαλλικό Ινστιτούτο. «Αυτή τη στιγμή κανείς δεν μπορεί να προβλέψει πότε ένα ηφαίστειο θα ενεργοποιηθεί, επειδή όμως ξέρουμε ότι ορισμένες ενδείξεις σημαίνουν ότι επίκειται μια έκρηξη, όταν τις δούμε μπορούμε να πούμε ότι αυτό το ηφαίστειο θα ενεργοποιηθεί μέσα στους επόμενους μήνες ή στα επόμενα χρόνια. Αυτό όμως δεν αποτελεί πραγματική πρόγνωση, με την έννοια της πλήρους κατανόησης. Είναι απλώς ένας συνδυασμός παρατηρήσεων και εμπειρίας».

Τα ανησυχητικά «συμπτώματα»

Τα σημάδια-προάγγελοι της ενδεχόμενης ενεργοποίησης είναι κυρίως η παραμόρφωση του εδάφους (ανιχνεύεται με δορυφόρους, σεισμογράφους και άλλα όργανα) και η έκλυση αερίων. «Καθώς το μάγμα ανεβαίνει προς τα πάνω αρχίζει να εκλύει αέρια, και ένα μέρος αυτών των αερίων έχει χαμηλό ιξώδες και μπορεί να διαφύγει ως την επιφάνεια» εξηγεί ο ηφαιστειολόγος. «Αυτό είχε συμβεί πριν από δυο χρόνια στη Σαντορίνη. Υπήρχε παραμόρφωση αλλά είχαν ανιχνευθεί και αέρια. Αρκετές φορές το μάγμα εκλύει κάποια αέρια τα οποία φθάνουν στην επιφάνεια ακόμη και αν το ίδιο το μάγμα δεν φθάσει ως εκεί. Δεν είναι κάτι το ασυνήθιστο». Το μάγμα είναι ένα μείγμα από λιωμένα πετρώματα του ανώτερου μανδύα ή του κάτω μέρους του φλοιού της Γης, νερό και αέρια (κυρίως διοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του θείου). Αρχικά είναι ρευστό, καθώς όμως, ανεβαίνοντας προς την επιφάνεια, συναντά μικρότερες πιέσεις ένα μέρος του στερεοποιείται και τότε γίνεται πυροκλαστικό - περιέχει δηλαδή τόσο ρευστά όσο και στερεά υλικά.

Αν και η «εξέλιξη» του μάγματος είναι γνωστή στους ηφαιστειολόγους, ο μεγάλος άγνωστος - απόλυτα καθοριστικός για τη σφοδρότητα της έκρηξης - είναι η ποσότητά του. «Μπορεί από κάποιες παρατηρήσεις να πεις "α, εκεί κάτω έχει μάγμα", αλλά το πόσο είναι ακριβώς αυτό το μάγμα αποτελεί ένα ανοιχτό ερώτημα» επισημαίνει ο κ. Τέιτ. «Αυτό είναι ένα από τα πιο σημαντικά ζητήματα γιατί αν η ποσότητα του μάγματος είναι μικρή δεν μπορούμε να έχουμε μεγάλη έκρηξη. Πριν από τη Μινωική έκρηξη θα πρέπει να υπήρχαν 40 ή 50 κυβικά χιλιόμετρα μάγμα κάτω από τη Σαντορίνη αλλά πριν από την τελευταία έκρηξη το 1950 θα πρέπει να ήταν πολύ λιγότερα. 'Η μπορεί και όχι. Γιατί ένα ερώτημα είναι επίσης "υπήρχε μεγάλη ποσότητα μάγματος αλλά μόνο μια μικρή ποσότητα βγήκε στην επιφάνεια ή υπήρχε μόνο μια μικρή ποσότητα;". Και αυτό το ερώτημα είναι ακόμη ανοιχτό. Οχι μόνο για τη Σαντορίνη αλλά για οποιοδήποτε ηφαίστειο στον κόσμο. Πόσο μάγμα έχει από κάτω του ανά πάσα στιγμή; Εγώ πιστεύω ότι η ποσότητα θα πρέπει να ποικίλλει, ορισμένες φορές μπορεί να μην έχει και τίποτε».

Το ερώτημα αυτό, όπως και το ζήτημα της πρόγνωσης, σύμφωνα με τον κ. Τέιτ, θα μπορούσε να «κλείσει» αν όχι μόνο στη Σαντορίνη αλλά και σε άλλα ηφαίστεια στον κόσμο γίνονταν ενδελεχείς μετρήσεις. Κάτι τέτοιο όμως είναι άκρως απαγορευτικό σε κόστος, όχι μόνο για την Ελλάδα της κρίσης αλλά για οποιαδήποτε χώρα. «Αν μπορούσαμε να βάλουμε παντού όργανα και να δούμε τι υπάρχει μέσα σε ένα ηφαίστειο θα μπορούσαμε να κάνουμε και καλύτερη πρόγνωση» τονίζει. «Αυτό είναι τεχνικά δυνατόν, χρειάζονται όμως πάρα πολλά όργανα, οπότε είναι δαπανηρό, υπερβολικά δαπανηρό. Η κατάσταση θα μπορούσε να βελτιωθεί σημαντικά αν κάποιος, ίσως κάποιος μηχανικός, επινοούσε ένα έξυπνο, αποτελεσματικό και φθηνό όργανο. Αν είχαμε ένα αποτελεσματικό και φθηνό όργανο τα πράγματα θα άλλαζαν πολύ».

Μη φοβάστε τη Σαντορίνη!

Με τα σημερινά μέσα όμως και με το «προηγούμενο» του 2012 μπορούμε να έχουμε μια πρόβλεψη για τη Σαντορίνη; Θα πρέπει να φοβόμαστε μια επικείμενη μεγάλη έκρηξη; «Ξέρετε, ένα ενδιαφέρον ερώτημα είναι επίσης γιατί η Σαντορίνη κάποιες φορές δίνει μεγάλες εκρήξεις και κάποιες άλλες όχι. Πάντως είναι πολύ πιθανό στο μέλλον να υπάρξει μια μεγάλη έκρηξη - όμως στο πολύ μακρινό μέλλον. Παρά το γεγονός ότι υπάρχουν ορισμένες μεταβολές στη συμπεριφορά της Σαντορίνης, φαίνεται ότι έχει μια μεγάλη έκρηξη κάθε 10.000 - 15.000 χρόνια το λιγότερο. Είχε τη Μινωική έκρηξη πριν από 3.500 χρόνια, είχε μια άλλη πριν από 17.000 χρόνια, μια προηγούμενη πριν από 30.000 χρόνια και ούτω καθεξής. Πιστεύω ότι θα υπάρξει μια μεγάλη έκρηξη στη Σαντορίνη αλλά στο πολύ μακρινό μέλλον. Και περιμένουμε ότι η επόμενη έκρηξη της Σαντορίνης θα είναι μικρή».

Πώς το EVOSS μετράει την τέφρα

Οσον αφορά την πρόγνωση των «κινήσεων» της ηφαιστειακής τέφρας, της συνέπειας που δεν απειλεί μεν τη ζωή και τα σπίτια μας αλλά παραλύει τις εναέριες συγκοινωνίες μας, τα πράγματα φαίνονται να είναι καλύτερα, όπως μας λέει ο κ. Τέιτ ο οποίος είχε συμμετάσχει και στον «υπολογισμό» της στάχτης από το Εϊγιαφιαλαγιόκουλ. Το πρόγραμμα EVOSS που ο ίδιος συντονίζει παρακολουθεί την ηφαιστειακή δραστηριότητα σε μια «φέτα» του πλανήτη που περιλαμβάνει την Ευρώπη, την Αφρική και τις Μικρές Αντίλλες και την οποία «βλέπει» ο δορυφόρος SAFIR του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. Ανιχνεύοντας τα θερμικά σήματα καθώς και τις συγκεντρώσεις διοξειδίου του θείου και στάχτης στα δεδομένα του δορυφόρου το EVOSS δίνει σε πραγματικό χρόνο εικόνα της κάθε ηφαιστειακής έκρηξης που σημειώνεται σε αυτό το τμήμα της Γης ανά πάσα στιγμή. Είναι το μοναδικό πρόγραμμα του είδους στο οποίο η επεξεργασία των δεδομένων γίνεται αυτόματα και πολύ γρήγορα - οι πληροφορίες δίνονται δηλαδή άμεσα χωρίς οι χρήστες του να χρειάζεται να κάνουν οι ίδιοι υπολογισμούς. Ακόμη όμως δεν έχει εξελιχθεί τόσο ώστε να παρέχει άμεσα και με απόλυτη ακρίβεια πληροφορίες σχετικά με την ποσότητα της στάχτης που εκβάλλεται από την έκρηξη.

«Ενα από τα μαθήματα που πήραμε από την έκρηξη του Εϊγιαφιαλαγιόκουλ ήταν ότι είναι πολύ δύσκολο να υπολογίσουμε μεγάλης κλίμακας διασπορά της τέφρας» αναφέρει ο ηφαιστειολόγος. «Εκτοτε προσπαθήσαμε να βελτιώσουμε τα μοντέλα μας και πραγματικά έχουμε σημειώσει πρόοδο. Παράλληλα έχουν βελτιωθεί και οι παρατηρήσεις και νομίζω ότι τώρα είμαστε πολύ κοντά στο να αναπτύξουμε μοντέλα τα οποία θα λειτουργούν καλά και θα είναι επίσης γρήγορα». Οπως εξηγεί ο ειδικός για τη διαχείριση μιας κρίσης σαν αυτή που είχε προκύψει από το ηφαίστειο της Ισλανδίας η ταχύτητα είναι καθοριστική και πρέπει να είναι... αστραπιαία. Αυτή τη στιγμή οι ειδικοί αλγόριθμοι του EVOSS για τον υπολογισμό της ποσότητας της στάχτης στην ατμόσφαιρα δεν λειτουργούν πολύ καλά αυτόματα. «Είναι αποτελεσματικοί αν κάποιος ελέγχει τα δεδομένα» λέει. «Το ζητούμενο όμως είναι να τρέχουν μόνοι τους και σε πραγματικό χρόνο. Και αυτό προσπαθούμε να επιτύχουμε».

ΚΑΘΕ ΗΦΑΙΣΤΕΙΟ ΜΙΑ ΑΛΛΗ ΙΣΤΟΡΙΑ

Εκρηκτικές παραξενιές

Ενεργά, ανενεργά ή εσβεσμένα;
 

Οι περισσότεροι έχουμε μάθει στο σχολείο ότι ένα ηφαίστειο μπορεί να είναι ενεργό (όταν έχει εκραγεί στους ιστορικούς χρόνους ή εμφανίζει δραστηριότητα), ανενεργό (αν δεν έχει μεν εκραγεί κατά τους ιστορικούς χρόνους αλλά παρατηρούνται σε αυτό σαφή δεδομένα δραστηριότητας κατά τα τελευταία 10.000 χρόνια), ενώ σε αυτή την τελευταία περίπτωση μπορεί απλώς να είναι «κοιμισμένο» (να βρίσκεται σε περίοδο ηρεμίας) ή να είναι «εσβεσμένο» (οπότε θεωρείται ότι η δραστηριότητά του έχει παύσει οριστικά). Αυτή η διάκριση είναι ωστόσο αρκετά «ρευστή». «Το ερώτημα του πότε ένα ηφαίστειο είναι ενεργό ή όχι είναι πολύ σημαντικό και είναι ένα από τα πολλά ερωτήματα που ακόμη δεν έχουμε κατανοήσει πολύ καλά» λέει ο κ. Τέιτ. «Σε πολλά ηφαίστεια η δραστηριότητα είναι ακανόνιστη. Και δεν γνωρίζουμε τι ακριβώς είναι αυτό που τα επαναδραστηριοποεί». Ο ηφαιστειολόγος αναφέρει ότι αρκετά ηφαίστεια (φέρνει ως παράδειγμα αυτό της Αγίας Ελένης στις Ηνωμένες Πολιτείες) δεν εμφανίζουν περιοδικότητα στις εκρήξεις τους ώστε να μπορούμε να έχουμε μια ιδέα σχετικά με το πότε μπορεί να έχουν ξανά δραστηριότητα. «Κάποια ηφαίστεια δεν κάνουν τίποτε για χιλιάδες χρόνια και ξαφνικά εμφανίζουν δραστηριότητα, ενώ κάποια άλλα ήταν ενεργά εδώ και μερικές εκατοντάδες χρόνια και τώρα δεν κάνουν τίποτε. Δεν υπάρχει κάτι τακτικό σε αυτές τις διακυμάνσεις και η κατανόησή μας σε αυτές τις περιπτώσεις δεν είναι πλήρης. Εδώ ίσως υπάρχει κάποια στενή σχέση με τους σεισμούς και τις παραμορφώσεις του εδάφους, δεν την έχουμε όμως κατανοήσει ακόμη».

STROMBOLI, ITALY

Υπάρχουν ηφαίστεια μονίμως ενεργά;

Ορισμένα ηφαίστεια φαίνεται σαν να «σιγοβράζουν» μόνιμα - δεν έχουν σταματήσει να εμφανίζουν δραστηριότητα επί δεκαετίες, σε ορισμένες περιπτώσεις μάλιστα για περισσότερο από έναν αιώνα. Στην ηφαιστειακή «μονιμότητα» τα πρωτεία κατέχει η Ιταλία και συγκεκριμένα η περιοχή της Σικελίας, αφού διαθέτει δύο από τα τρία πλέον ενεργά ηφαίστεια στον κόσμο. Η Αίτνα, η οποία είναι και το υψηλότερο ηφαίστειο στην Ευρώπη, δεν έχει σταματήσει να κάνει αισθητή την παρουσία της τα τελευταία 113 χρόνια, ενώ το Στρόμπολι προσφέρει εδώ και 112 χρόνια συνεχείς θεαματικές κατακόκκινες εκρήξεις στον ουρανό του γειτονικού ομώνυμου νησιού (του οποίου το όνομα αποτελεί παραφθορά της αρχαίας ελληνικής ονομασίας του «Στρογγύλη»). Το πιο ενεργό ηφαίστειο στον πλανήτη είναι το Γιασούρ στην Ινδονησία με συνεχή δραστηριότητα επί 115 χρόνια.

Ηφαίστεια και σεισμοί είναι αλληλένδετα;

Στο μυαλό πολλών τα ηφαίστεια είναι άρρηκτα συνδεδεμένα με τους σεισμούς, αυτό όμως δεν ισχύει. Ο σχηματισμός των ηφαιστείων έχει βεβαίως άμεση σχέση με την τεκτονική δραστηριότητα της Γης - η πιο συνηθισμένη παρουσία τους είναι στα σημεία όπου οι τεκτονικές πλάκες αποκλίνουν ή συγκρούονται μεταξύ τους. Εκεί, όπως μας λέει ο κ. Τέιτ, παρατηρείται ο πιο σημαντικός μηχανισμός της ηφαιστειότητας μέσω της μεταφοράς θερμότητας στον μανδύα της Γης και της αποσυμπίεσης υλικών που ανεβαίνουν από το εσωτερικό της. «Συναντάμε όμως επίσης πολλά ηφαίστεια και εκεί όπου τα υλικά κατεβαίνουν, στις ζώνες κατάδυσης, εκεί όπου μια πλάκα εισχωρεί κάτω από την άλλη. Εδώ προφανώς δεν έχουμε μηχανισμό αποσυμπίεσης, υπάρχουν διάφορες θεωρίες σχετικά με το τι μπορεί να προκαλεί το "λιώσιμο" σε αυτές τις περιοχές».

Η πλέον διαβόητη όχι μόνο για τα ηφαίστεια αλλά και για τους σεισμούς της τέτοια περιοχή είναι το λεγόμενο «Δαχτυλίδι της φωτιάς» στη λεκάνη του Ειρηνικού Ωκεανού (η Χαβάη και η Ινδονησία είναι μόνο δύο από τα πολλά παραδείγματα). «Βλέπουμε όμως και ηφαίστεια τα οποία δεν ταιριάζουν σε καμία από αυτές τις δύο περιπτώσεις» αναφέρει ο ηφαιστειολόγος. «Ενα καλό παράδειγμα είναι η Τουρκία ή το Θιβέτ. Εκεί έχουμε ηφαίστεια στη μέση των ηπείρων, σε σημεία βεβαίως όπου υπάρχει έντονη παραμόρφωση του εδάφους, αλλά δεν αποτελούν όρια των τεκτονικών πλακών ή ζώνες κατάδυσης. Ο μηχανισμός της ηφαιστειότητας μπορεί να διαφέρει κάποιες φορές και υπάρχουν αρκετά που πρέπει ακόμη να κατανοήσουμε σχετικά».

Η παρουσία ηφαιστείων δεν συνεπάγεται αυτόματα και έντονη σεισμική δραστηριότητα - στην Ισλανδία με τις τόσο συχνές εκρήξεις ηφαιστείων οι ισχυρές σεισμικές δονήσεις είναι πάρα πολύ σπάνιες. «Η ηφαιστειότητα δεν συνδέεται απαραίτητα με πολύ ισχυρούς σεισμούς. Οι σεισμικές δονήσεις που σχετίζονται με το μάγμα δεν ξεπερνούν συνήθως σε μέγεθος τους 3 βαθμούς της κλίμακας Ρίχτερ, σχεδόν δεν τους αισθάνεσαι. Στο νησί Ρεϊνιόν, π.χ., όπου υπάρχει ηφαιστειακή δραστηριότητα, έχουμε τέτοιους σεισμούς. Σε άλλα ηφαίστεια, όμως, όπως η Αίτνα, που είναι κοντά σε ρήγματα, μπορεί να σημειωθούν ισχυροί σεισμοί» απαντά ο κ. Τέιτ.

Το ηφαίστειο έθαψε δύο χωριά!.. 

Παρικουτίν, Μεξικό, 1943
 

Υπάρχει ηφαίστειο χωρίς βουνό;

Η απάντηση στην ερώτηση αυτή είναι θετική και ένας μεξικανός γεωργός με τη σύζυγό του το διαπίστωσαν ιδίοις όμμασιν το 1943, όταν στάχτη και πυρωμένες πέτρες πετάχτηκαν ξαφνικά μέσα από τη γη στο χωράφι όπου καλλιεργούσαν τα καλαμπόκια τους. Τις προηγούμενες τρεις εβδομάδες αρκετοί συγχωριανοί τους είχαν ακούσει υπόγειους θορύβους που έμοιαζαν με βροντές (επρόκειτο για σεισμούς σε μεγάλο βάθος). Το ηφαίστειο Παρικουτίν, όπως ονομάστηκε από το χωριό στο οποίο γεννήθηκε, μεγάλωσε πολύ γρήγορα: σε μία εβδομάδα είχε αποκτήσει ύψος πενταώροφου κτιρίου, σε έναν μήνα ήταν ορατό από μακριά, σε έναν χρόνο (κατά τον οποίο βρισκόταν ακόμη στην εκρηκτική, πυροκλαστική φάση του) έφθασε σε ύψος τα 330 μέτρα και τελικά, ύστερα από εννέα χρόνια δραστηριότητας, «σταμάτησε» στα 424 μέτρα χωρίς να εκραγεί ξανά. Εξαιτίας της γέννησης και των πολυτάραχων πρώτων χρόνων της ζωής του Παρικουτίν οι κάτοικοι των δύο γειτονικών του χωριών (τα οποία θάφτηκαν κάτω από τη λάβα) αναγκάστηκαν να εγκατασταθούν σε παρακείμενη περιοχή. «Το Παρικουτίν προέρχεται από ένα πεδίο μονογενετικών ηφαιστείων, τα οποία λέγονται έτσι γιατί ενεργοποιούνται μόνο μία φορά. Στα πεδία μονογενετικών ηφαιστείων το μάγμα δεν βγαίνει πάντα από το ίδιο σημείο αλλά από διαφορετικό σημείο κάθε φορά» εξηγεί ο κ. Τέιτ. «Μια άλλη περίπτωση στην οποία έχουμε ηφαίστεια χωρίς βουνό είναι όταν οι εκρήξεις είναι πολύ εκρηκτικές και το μάγμα εκτοξεύεται μακριά, οπότε δεν γίνεται εναπόθεση υλικών στο σημείο της έκρηξης. Στις περιπτώσεις αυτές μάλιστα το ηφαίστειο είναι μια ελαφρά κοιλότητα στο έδαφος».

http://www.tovima.gr/science/article/?aid=592089