Ο κόσμος μας που αλλάζει: Τι είναι αυτό που κάνει το ηφαίστειο Ruapehu να χτυπάει – και να φουντώνει;
Μια σειρά από εκρήξεις Ruapehu το 1995 και το 1996 καθόρισε πτήσεις, κλειστά χιονοδρομικά πεδία και εναπόθεση τέφρας στη γη στην περιοχή. Φωτογραφία: GNS Science / Lloyd Homer Θέλετε να φτιάξετε το δικό σας Ruapehu; Το ξύδι και η μαγειρική σόδα δεν θα το κόψουν εδώ. Αντ ‘αυτού, θα χρειαστείτε βράχο ανδεσίτη (θρυμματισμένο), λίγο υγρό λίμνης κρατήρα (πολύ όξινο) και μερικά αέρια (ηφαιστειακά). Ζεστάνετε τα συστατικά σας στους 200 βαθμούς Κελσίου σε ένα γυαλιστερό δοχείο πίεσης τιτανίου και λαμβάνετε συχνά δείγματα πίεσης, θερμοκρασίας και υγρού. Μετά από 40 έως 50 ημέρες – αν είστε τυχεροί – μπορεί να φτάσετε στο εργαστήριό σας ένα πρωί για να ανακαλύψετε ότι μια έκρηξη έγινε κατά τη διάρκεια της νύχτας, εκτοξεύοντας μια μικρή ποσότητα υγρού και κομμάτια θρυμματισμένου βράχου και στάχτης σε μια σύριγγα αναμονής. Αυτό θα είναι πολύ συναρπαστικό. «Ξέρω πότε έχει συμβεί κάτι καλό», λέει ο σεισμολόγος των ηφαιστείων Δρ Oliver Lamb, «Επειδή κάθομαι στο γραφείο μου εκεί και βλέπω τον Lucjan και τον Geoff να περνούν, πραγματικά ενθουσιασμένοι, σαν παιδιά σε ζαχαροπλαστείο». Και οι τρεις – ο Oliver, ο υδροθερμικός γεωχημικός Dr Lucjan Sajkowski και ο ανώτερος ηφαιστειολόγος Dr Geoff Kilgour – είναι ερευνητές που εδρεύουν στο Ερευνητικό Κέντρο Wairakei της Νέας Ζηλανδίας Earth Sciences. Το σύμπλεγμα των κτιρίων βρίσκεται ακριβώς βόρεια του Taupō, ακριβώς δίπλα στο θερμικό εργοστάσιο Wairakei, και λιγότερο από 100 χιλιόμετρα μακριά από το πραγματικό αντικείμενο του ενδιαφέροντος των ερευνητών: το όρος Ruapehu – το υψηλότερο σημείο του βορείου νησιού και το μεγαλύτερο ενεργό ηφαίστειο της Νέας Ζηλανδίας. Έχουν περάσει λίγο περισσότερα από 30 χρόνια από την πρώτη από τις μεγάλες εκρήξεις Ρουαπέχου του 1995-96, οι οποίες προσγείωσαν αεροπλάνα, προκάλεσαν διακοπές ρεύματος και κάλυψαν μεγάλες περιοχές της περιοχής με στάχτη. Υπήρξε μια μικρότερη έκρηξη από τότε, το 2007, που πέταξε βράχο στον αέρα και συνέτριψε μια ορεινή καλύβα, τραυματίζοντας έναν ορειβάτη που βρισκόταν καταφύγιο εκεί. Η παρακολούθηση και η μοντελοποίηση των ηφαιστείων έχει προχωρήσει πολύ από το 1995, αλλά ακόμα δεν μπορούμε να εξετάσουμε το Ruapehu – ή οποιοδήποτε ηφαίστειο – για να δούμε τι ακριβώς συμβαίνει. Αντίθετα, ο Lucjan, ο Oliver και ο Geoff έχουν αναδημιουργήσει τον Ruapehu στο εργαστήριο, ελπίζοντας ότι οι αλλαγές που παρατηρούν πριν από μια έκρηξη σύριγγας θα μπορούσαν να τους βοηθήσουν κάποια μέρα να προβλέψουν πότε θα φυσήξει το πραγματικό πράγμα. Ακολουθήστε τον κόσμο μας που αλλάζει στο Apple, το Spotify, το iHeartRadio ή όπου αλλού ακούτε τα podcast σας Ο Ruapehu βρίσκεται στην ηφαιστειακή ζώνη Taupō, η οποία αποτελεί μέρος του συστήματος καταβύθισης Taupō-Hikurangi. Από κάτω, η πλάκα του Ειρηνικού βυθίζεται κάτω από την αυστραλιανή πλάκα, τεντώνοντας και λεπτύνοντας τον φλοιό της Γης και προκαλώντας τα πολλά ηφαίστεια και τους σεισμούς που έχουν διαμορφώσει αυτό το τμήμα του Βόρειου νησιού. Το Ruapehu είναι ένα στρατοηφαίστειο ανδεσίτη: ένα τραχύ σχήμα κώνου που αποτελείται από εναλλασσόμενα στρώματα τέφρας και ροής λάβας από διαδοχικές μεγάλες εκρήξεις, με μια λίμνη κρατήρα – Te Wai ā-moe – στην κορυφή. Ο ανδεσίτης είναι το κλειδί για την εκρηκτικότητα του Ruapehu. Έχει σχετικά υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο, καθιστώντας το πέτρωμα πιο «κολλώδες» και επομένως πιο δύσκολο για τα αέρια να διαφύγουν από ορισμένους άλλους τύπους πετρωμάτων. Μέσα στο ηφαίστειο, υπάρχει θερμό μάγμα βαθιά από κάτω, το οποίο μερικές φορές κινείται προς τα πάνω. Αυτό το πιο ρηχό μάγμα στη συνέχεια θερμαίνει το βράχο και το υγρό κάτω από τη λίμνη του κρατήρα. Σε περιόδους ησυχίας, το υδροθερμικό σύστημα του ηφαιστείου αφήνει αέριο και ζεστό υγρό να διαρρέουν από τις οπές στη λίμνη. Αλλά μια θεωρία για το γιατί εκρήγνυται ο Ruapehu είναι ότι, καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, μπορεί να σχηματιστεί μια ορυκτή σφράγιση σε αυτές τις οπές, πίσω από τις οποίες δημιουργείται και δημιουργείται πίεση. Το όρος Ruapehu εκρήγνυται το 1995. Φωτογραφία: Earth Sciences NZ / Lloyd Homer Όταν το Ruapehu εκρήγνυται, συχνά δεν εμπλέκεται μάγμα ή πολύ λίγο, λέει ο Oliver. «Είναι απλώς η έκρηξη υπερκρίσιμου, εξαιρετικά ζεστού αερίου και νερού που βγαίνει από το σύστημα λόγω του σπασμού των σφραγίδων». Πιστεύουν ότι ο σχηματισμός φώκιας συμβαίνει επειδή ορισμένα ορυκτά σχηματίζουν στερεά καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, αντί να διαλύονται – όπως τα άλατα που σχηματίζονται μέσα σε ένα βραστήρα. Η αναδημιουργία αυτού του κύκλου θέρμανσης, καθίζησης ορυκτών, σχηματισμού σφραγίδων, συμπίεσης και τελικά έκρηξης, βασίζεται σε ένα μεγάλο, γυαλιστερό κομμάτι εξοπλισμού που έχει δημιουργηθεί στο πειραματικό εργαστήριο υδροθερμικής γεωχημείας της Earth Sciences της Νέας Ζηλανδίας. Μια σειρά από δοχεία τιτανίου, αντλίες, φούρνους και σωλήνες επιτρέπει στην ομάδα να ρέει θερμαινόμενο, υπό πίεση υγρό μέσω του βράχου για μεγάλο χρονικό διάστημα για να δει τι συμβαίνει. Η καρδιά της δράσης είναι το δοχείο πίεσης, ένα χοντρό κομμάτι μετάλλου με θρυμματισμένο ανδεσίτη Ruapehu μέσα του. «Συνθλίβουμε το βράχο για να αυξήσουμε την επιφάνεια», λέει ο Lucjan. “Αν είχαμε ένα μεγάλο κομμάτι βράχου, που θα μπορούσαμε να έχουμε, όλα θα έπαιρναν πολύ περισσότερο χρόνο. Αλλά επειδή το συνθλίβουμε, υπάρχουν πολύ περισσότερες ευκαιρίες για αλληλεπιδράσεις του υγρού με το ροκ. Τότε δεν χρειάζεται να περιμένουμε για 10 χρόνια – μπορούμε να περιμένουμε μόνο έναν μήνα.” Το υγρό που χρησιμοποιούν έχει την ίδια χημική σύνθεση με το υγρό της λίμνης του κρατήρα στην κορυφή του Ruapehu και κάθε μέρα παίρνουν ένα δείγμα υγρού 24 χιλιοστών του λίτρου από το εργαστηριακό τους σύστημα για δοκιμή. Μόλις τελειώσει το πείραμα, μπορούν επίσης να ανακτήσουν και να εξετάσουν το βράχο για να δουν εάν έχουν εμφανιστεί ορυκτά από αντιδράσεις με το ρευστό. Μαζί με τα καθημερινά δείγματα υγρών, λαμβάνουν μετρήσεις θερμοκρασίας κάθε πέντε λεπτά και συλλέγουν δεδομένα πίεσης κάθε δευτερόλεπτο. Ο Δρ Lucjan Sajkowski στο εργαστήριο στο Ερευνητικό Κέντρο Wairakei. Φωτογραφία: RNZ / Claire Concannon Έχουν μέχρι στιγμής τρεις εκρήξεις σύριγγας. Η ιδέα είναι ότι τα δεδομένα που συλλέγονται κάθε φορά θα δημιουργήσουν μια εικόνα των γεωχημικών και άλλων αλλαγών που υποδεικνύουν μια εκρηκτική έκρηξη, πριν από το συμβάν. «Ελπίζουμε ότι θα υπάρξουν συγκεκριμένες υπογραφές αυτού στο ρευστό που μπορούμε να δούμε, όπως «Ω, η σφραγίδα αρχίζει να δημιουργείται», που θα μας βοηθήσουν να πούμε, «Έρχεται»», λέει ο Lucjan. Η παρέκταση αυτού που μαθαίνουν στο εργαστήριο στον πραγματικό Ruapehu είναι ο απώτερος στόχος, και ακόμη πολύ μακριά, λέει ο Oliver Lamb. Αλλά η θεωρία συνδέεται με στοιχεία από πραγματικές εκρήξεις. Το 2007, βράχοι που ανατινάχθηκαν από τη λίμνη του κρατήρα βρέθηκαν με κίτρινα ορυκτά πλούσια σε θείο να μπλοκάρουν τους πόρους τους. «Δεν μπορούμε να είμαστε 100 τοις εκατό σίγουροι από πού ακριβώς προήλθε», λέει ο Oliver. «Θα μπορούσε πιθανότατα να προέρχεται από την κορυφή της λίμνης, όπου δεν υπάρχει φώκια, ή θα μπορούσε να προέρχεται από πιο βαθιά… αλλά βλέπουμε αυτές τις ενδείξεις ότι το θείο γεμίζει όλους αυτούς τους χώρους πόρων στους οποίους διαφορετικά θα μπορούσε να περάσει το υγρό». Ο Δρ Oliver Lamb στην Ισλανδία. Φωτογραφία: Παρέχεται / Oliver Lamb Η ομάδα μόλις ξεκίνησε ένα νέο πείραμα, αυτή τη φορά με έναν πρόσθετο αισθητήρα, που ονομάζεται πιεζοηλεκτρικός μετατροπέας, που έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τον Oliver. Ενώ ο Lucjan εστιάζει στις γεωχημικές διεργασίες και τις αλλαγές που προηγούνται μιας έκρηξης, το ενδιαφέρον του Oliver βρίσκεται στη γεωφυσική, ειδικά στους ηφαιστειακούς σεισμούς. Υπάρχουν σεισόμετρα στο βουνό που παρακολουθούν συνεχώς για οποιαδήποτε κίνηση, αλλά τα σήματα μπορεί να είναι δύσκολο να ερμηνευτούν. “Ένα από τα μεγάλα προβλήματα που έχουμε στη σεισμολογία των ηφαιστείων είναι ότι έχουμε αυτά τα επεισόδια αναταραχής σε ηφαίστεια όπως το Ruapehu και το Taupō που δεν οδηγούν σε εκρήξεις, αλλά μερικές φορές αυτά τα σήματα μπορεί στην πραγματικότητα να φαίνονται πανομοιότυπα με αυτά που έχουν δει στο παρελθόν πριν από μια έκρηξη”, λέει ο Oliver. Ένα παράδειγμα αυτού είναι ο Ruapehu το 2022. Για μήνες, τα σεισμόμετρα έπιασαν μια σειρά από «τύμπανα» και «τρεμούλες» που έκαναν τους ερευνητές να πιστέψουν ότι το ηφαίστειο επρόκειτο να εκραγεί. Ανέβασαν το επίπεδο συναγερμού, αλλά δεν έγινε τίποτα. Η τελευταία έκρηξη του Ruapehu έγινε το 2007. Φωτογραφία: RNZ/Pokere Paewai Ο πιεζοηλεκτρικός μετατροπέας είναι ισοδύναμος με ένα μικροσκοπικό μικρόφωνο, συνδεδεμένο με τον κύλινδρο τιτανίου που περιέχει το πέτρωμα του ανδεσίτη και το ηφαιστειακό υγρό. “Αυτό που κάνει είναι να ακούει μικροσκοπικό μικροσκάσιμο και μετράμε αυτά τα μικροσκοπικά, μικροσκοπικά κύματα”, λέει ο Oliver. «Και ουσιαστικά, αυτός είναι ο σύνδεσμος μεταξύ αυτού του πειράματος και αυτού που μετράμε στο ηφαίστειο με τη σεισμική δραστηριότητα και τους σεισμούς». Το ηφαίστειο παρακολουθείται συνεχώς και η ομάδα ελπίζει ότι όσα μαθαίνουν από αυτά τα πειράματα μπορούν να τους βοηθήσουν να ερμηνεύσουν καλύτερα τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν πριν από προηγούμενες εκρήξεις. Τελικά, η ιδέα είναι να συνδυαστούν όλα τα σημάδια και τα σήματα μαζί – στοιχεία γεωχημείας, σεισμικές κινήσεις, στάθμη της λίμνης του κρατήρα και αλλαγές θερμοκρασίας – για να αναπτυχθεί περαιτέρω το μοντέλο της εσωτερικής λειτουργίας του Ruapehu. Μια μέρα, ελπίζουν να προβλέψουν με ακρίβεια -με αρκετή προειδοποίηση- πραγματική ηφαιστειακή δραστηριότητα. Στο μεταξύ, περιμένουν υπομονετικά την επόμενη έκρηξη που θα αναπτυχθεί στο εργαστήριο. Εγγραφείτε στο μηνιαίο ενημερωτικό δελτίο Our Changing World για ιστορίες επεισοδίων, επιστημονικές αναλύσεις και πολλά άλλα. (ετικέτεςΠρος Μετάφραση)Ραδιόφωνο Νέας Ζηλανδίας
Δημοσιεύτηκε: 2025-10-20 20:46:00
πηγή: www.rnz.co.nz
