ΗΦΑΙΣΤΕΙΟ ΑΓΙΑΣ ΕΛΕΝΗΣ Περιμένοντας την επόμενη μεγάλη έκρηξη

Μελέτη των υπόγειων «σωληνώσεων» του ηφαιστείου δίνει στους επιστήμονες γνώσεις, που ίσως είναι εφαρμόσιμες σε άλλα μεγάλα ηφαίστεια, όπως της Σαντορίνης, του Πινατούμπο, του Κρακατόα

Η γιγαντιαία έκρηξη το Μάη του 1980 εκτίναξε στη γύρω περιοχή τα ανώτερα 430 μέτρα του ηφαιστειακού όρους της Αγίας Ελένης, αφήνοντας στη θέση τους έναν μεγάλο κρατήρα. Σκοτώθηκαν 57 άνθρωποι που βρέθηκαν σε ακτίνα αρκετών χιλιομέτρων γύρω από το ηφαίστειο

Στις 18 Μάη του 1980 είχε ξημερώσει μια ηλιόλουστη Κυριακή και τίποτα δεν προμήνυε τη φρίκη που θα αντιμετώπιζαν όσοι βρίσκονταν σε απόσταση ακόμη και 20 χιλιομέτρων μακριά από το όρος της Αγίας Ελένης, στη βορειοδυτική αμερικανική πολιτεία της Ουάσιγκτον, στην περιοχή μεταξύ Πόρτλαντ και Σιάτλ. Ολη η βόρεια πλευρά του ηφαιστειακού βουνού, που τις τελευταίες μέρες εκτόξευε στάχτες και ατμούς, ξαφνικά κατέρρευσε και κατολίσθησε στη γειτονική κοιλάδα. Ενα τεράστιο γκρίζο σύννεφο ηφαιστειακής τέφρας και θερμών αερίων ξεπετάχτηκε από το κενό, όπου πριν λίγο βρισκόταν η πλευρά του βουνού. Το ωστικό κύμα από το νέφος, που εξαπλώθηκε με ορμή, σάρωσε φυτά, κατασκευές, ζώα και ανθρώπους, που βρέθηκαν στο διάβα του. Κανείς δεν περίμενε το ηφαίστειο να εκραγεί τόσο βίαια, ούτε οι γεωλόγοι.
Τα τελευταία τρία χρόνια, 70 σεισμογράφοι, τοποθετημένοι μέσα στο έδαφος γύρω από το όρος της Αγίας Ελένης, κατέγραφαν τις δονήσεις από τεχνητές εκρήξεις προκαλούμενες με εκρηκτικά από τους επιστήμονες, το τρέμουλο από φυσικούς σεισμούς, ακόμη και το «ψιθύρισμα» των ωκεάνειων κυμάτων, που σκάνε στην ακτή του Ειρηνικού, αρκετά μακριά από το ηφαίστειο. Το δίκτυο των σεισμογράφων λειτούργησε στο πλαίσιο του προγράμματος iMUSH, για την παρακολούθηση των κινήσεων μαγματικών ροών προς την επιφάνεια. Πρόκειται για μια από τις πιο ενδελεχείς προσπάθειες για την αποτύπωση των υπόγειων «σωληνώσεων» ενός ηφαιστείου, η οποία αποκάλυψε μια πολύπλοκη εικόνα, που κανείς δεν είχε φανταστεί.

Το όρος της Αγίας Ελένης πριν την έκρηξη του 1980

Η παραδοσιακή περιγραφή για τα ηφαίστεια είναι μάλλον απλουστευτική: Ενας θάλαμος μάγματος βαθιά μέσα στο έδαφος, με ένα λεπτό αγωγό που οδηγεί στην επιφάνεια. Ομως, κάτω από το όρος της Αγίας Ελένης, λιωμένα πετρώματα ταξιδεύουν μέσα από διάφορες διασυνδεδεμένες δεξαμενές, όπου υπόκεινται σε χημικές αλλαγές, που μπορούν να οδηγήσουν σε ισχυρές εκρήξεις. Το μάγμα που τροφοδοτεί το ηφαίστειο κινείται όχι μόνο κάθετα, αλλά και οριζόντια, αναζητώντας τρόπο να παρακάμψει εμπόδια, εκμεταλλευόμενο τυχόν προϋπάρχοντα ρήγματα μέσα στο έδαφος. Καθώς κινείται, το μάγμα προκαλεί τόσο βαθιούς όσο και ρηχούς σεισμούς, προετοιμάζοντας μελλοντικές ηφαιστειακές εκρήξεις, καθώς ο θάλαμος μάγματος κάτω από το ηφαίστειο ξαναγεμίζει.

Από την Αγία Ελένη στη Θήρα

Αυτά τα επιστημονικά ευρήματα από τη σεισμολογική μελέτη του όρους της Αγίας Ελένης έχουν επιπτώσεις και σημασία όχι μόνο για τα εκατομμύρια των ανθρώπων που κατοικούν κοντά σε αυτό και τα άλλα ηφαίστεια της οροσειράς Κασκέιντ (περιλαμβάνει περιοχές του καναδικού Βανκούβερ, του Σιάτλ, του Πόρτλαντ, του Ρένο και του Σακραμέντο των ΗΠΑ), αλλά και εκείνους που ζουν κοντά ή πάνω σε άλλα μεγάλα ηφαίστεια στον κόσμο, όπως της Σαντορίνης, του Πινατούμπο στις Φιλιππίνες, του Κρακατόα στην Ινδονησία. Από το 1980 έως σήμερα 25.000 άνθρωποι έχουν σκοτωθεί εξαιτίας ηφαιστειακών εκρήξεων σε ολόκληρο τον πλανήτη και οποιαδήποτε δυνατότητα πρόβλεψης επικείμενης ισχυρής ηφαιστειακής έκρηξης θα ήταν χρήσιμη. Οπως και το όρος της Αγίας Ελένης, έτσι και τα περισσότερα ηφαίστεια στη στεριά εμφανίζονται πάνω από τεκτονικές πλάκες που συγκρούονται μέσα στο φλοιό, που επιτρέπουν σε μέρος από τα θερμά έγκατα της Γης να ανέβει έως την επιφάνεια. Ενας στόχος της επιστημονικής έρευνας στην Αγία Ελένη είναι να γενικεύσει τα συμπεράσματα, έτσι ώστε να βρουν εφαρμογή και σε διαφορετικά ηφαίστεια. «Κάθε ηφαίστειο είναι διαφορετικό», λέει ο γεωλόγος Μάικλ Κλάιν, «αλλά πρέπει να καταλάβουμε σε κάθε λεπτομέρεια ετούτο, για να καταλάβουμε τι συμβαίνει και σε άλλα».

Με γαλάζιο χρώμα εμφανίζονται τα πετρώματα δακίτη, με κόκκινο του ανδεσίτη και με πορτοκαλί του βασάλτη. Το πάνω ανοιχτόχρωμο γκρι - μπεζ στρώμα είναι ο φλοιός (μέχρι βάθος 40 χλμ.) και το πιο σκούρο μπεζ στρώμα ο μανδύας. Με σκούρο γκρι χρώμα εμφανίζεται η υποβιβαζόμενη ωκεάνεια πλάκα (βάθος 80 χλμ.)

Το ηφαίστειο της Αγίας Ελένης είναι το πιο δραστήριο της περιοχής όπου βρίσκεται. Τις πρώτες δεκαετίες του 19ου αιώνα πραγματοποιούσε αλλεπάλληλες εκρήξεις. Το 1480 είχε εκραγεί με ισχύ πολλές φορές μεγαλύτερη εκείνης του 1980. Οπως και άλλα ηφαίστεια της δυτικής πλευράς της Βόρειας Αμερικής, τροφοδοτείται από τη σύγκρουση της ειρηνικής τεκτονικής πλάκας με τη βορειοαμερικανική. Η διαφορά του είναι ότι βρίσκεται 50 χιλιόμετρα περισσότερο προς την ενδοχώρα και τα πετρώματα από κάτω του είναι πολύ κρύα για να υπάρχουν και λιωμένα τμήματά τους.

Εκπλήξεις

Οι σεισμολόγοι στην έρευνα iMUSH στο όρος της Αγίας Ελένης χρησιμοποίησαν όργανα δέκα φορές πιο ακριβή, για να καταγράψουν το διαφορετικό χρόνο άφιξης των σεισμικών κυμάτων οποιασδήποτε προέλευσης, καθώς περνάνε μέσα από πυκνά πετρώματα κινούμενα πιο γρήγορα και μέσα από θερμά ημίρρευστα πετρώματα κινούμενα πιο αργά. Ετσι σχημάτισαν κομμάτι κομμάτι μια αρκετά καλή εικόνα για το πού βρίσκεται το μάγμα κάτω από το βουνό. Η πρώτη έκπληξη ήταν ότι αντί για ένα θάλαμο μάγματος 1-2 χιλιόμετρα κάτω από το θόλο λάβας του κρατήρα, βρέθηκε να υπάρχει ένα σύμπλεγμα από ρωγμές που διοχετεύουν μάγμα προερχόμενο από βαθύτερα, από θαλάμους σε βάθος 10-15 χιλιομέτρων.
Ακόμη βαθύτερα περίμενε η δεύτερη έκπληξη. Ενας μεγάλων διαστάσεων όγκος πυκνών και κρύων βράχων εμποδίζει το μάγμα να περάσει, το οποίο αναγκάζεται να αλλάξει κατεύθυνση προς τα νοτιοανατολικά. Γνωρίζοντας τις ακριβείς διαδρομές του μάγματος, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να προβλέψουν μελλοντικές βίαιες εκρήξεις. Μετά την έκρηξη του 1980, οι σεισμολόγοι είχαν καταγράψει βαθείς και παρατεταμένους σεισμούς κατά μήκος των γνωστών τότε διαδρομών μάγματος, καθώς έρρεε για να ξαναγεμίσει τους θαλάμους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως τότε, τέτοιοι σεισμοί δεν προηγούνται, αλλά έπονται της έκρηξης. Οταν όμως διαπιστωθούν πριν εκδηλωθεί έκρηξη, τότε κάτι κινείται και το ηφαίστειο ίσως είναι πιο επικίνδυνο απ' ό,τι συνήθως.

Υπόγειο «μαγειρείο»

Το πρόγραμμα iMUSH αξιοποίησε και άλλες μεθόδους, όπως της μαγνητοτελλουρικής, όπου οι γεωφυσικοί καταγράφουν την αγωγιμότητα των πετρωμάτων αξιοποιώντας τα ηλεκτρικά ρεύματα που δημιουργεί η αλληλεπίδραση του ηλιακού ανέμου με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Οταν υπάρχουν λιωμένα πετρώματα το ηλεκτρικό ρεύμα βρίσκει καλύτερο αγωγό απ' ό,τι στα στερεοποιημένα. Η ύπαρξη νερού στα ιζηματογενή πετρώματα με τα οποία αλληλεπιδρά το μάγμα κάτω από το ηφαίστειο της Αγίας Ελένης, αυξάνει τη ρευστότητα και την πίεσή του. Αξιοποιήθηκε ακόμη η ανάλυση των ειδών ηφαιστειακών πετρωμάτων που συναντώνται στις πλαγιές του ηφαιστείου. Η μεγάλη ποικιλία τους επιβεβαιώνει την πολυπλοκότητα των μαγματικών θαλάμων και ενισχύει θεωρίες για τη διαφορετική σύνθεση των πετρωμάτων σε καθέναν απ' αυτούς και τις χημικές αλληλεπιδράσεις του μάγματος μέσα στους θαλάμους.
Αν οι σεισμοί, οι εκλύσεις αερίων και άλλα ενδεικτικά σήματα μπορέσουν να συνδεθούν από τους ερευνητές με τις διεργασίες, που πραγματοποιούνται στο μάγμα κάτω από το έδαφος, τότε οι ηφαιστειολόγοι θα έχουν έναν τρόπο να προβλέψουν βραχυχρόνια τις επικίνδυνες εκρήξεις. «Μια από τις αδυναμίες στη μελέτη των επικίνδυνων ηφαιστείων», λέει ο γεωλόγος Τόμας Σισσόν, «είναι ότι γενικά δεν ξέρουμε ότι ετοιμάζονται να εκραγούν, πριν το μάγμα φτάσει στα ανώτερα στρώματα του φλοιού, προκαλώντας σεισμούς και παραμορφώσεις του εδάφους». Καταλαβαίνοντας πώς το μάγμα «μαγειρεύεται» στα βάθη, πώς διαχωρίζεται χημικά και πώς αλληλεπιδρά με τα διάφορα πετρώματα, θα μπορούσε να μας προσφέρει ενδείξεις για το τι ετοιμάζεται να κάνει.

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»