Kada čujete vesti o vulkanima koji izbacuju lavu i pepeo, možda ćete se zabrinuti za ljude u blizini. U stvari, skoro jedan od deset ljudi širom sveta živi u krugu od 100 kilometara od aktivnog vulkana. Za one koji žive blizu vulkana, bave se poljoprivredom na njihovom plodnom tlu ili posećuju njihove spektakularne pejzaže, ključno je razumeti pokretače erupcije.
Zašto vulkan eruptira? Kako će se erupcija razvijati? Kada će se završiti?
Naše novo istraživanje objavljeno [5. jula] u Science Advances primenjuje lasersku tehnologiju za čitanje hemijskog sastava eruptirane magme tokom vremena.
Pošto hemija magme utiče na njihovu fluidnost, eksplozivnost i potencijal opasnosti, naš rad bi mogao pomoći budućem praćenju i predviđanju evolucije vulkanskih erupcija.
Magma – rastopljena stena – sastoji se od tečnosti (poznate kao „tapanje“), gasa i kristala koji rastu kako temperatura magme pada tokom njenog putovanja do površine Zemlje.
Kada magma eruptira i postane tok lave, ona će osloboditi gas (koji sadrži vodenu paru, ugljen-dioksid, sumpor-dioksid i druga jedinjenja) i ohladiti se u vulkansku stenu.
Ova stena sadrži kristale ohlađene polako unutar vulkana, ugrađene u finiji kameni matriks koji se brzo hladi na površini.
Kao rezultat toga, vulkanske stene mogu da izgledaju pomalo kao čokolada „kamenog puta“. Kristali formirani u utrobi vulkana odlična su arhiva pripreme za erupciju.
Međutim, kristali mogu stati na put kada želimo da se fokusiramo na rastopinu koja ih nosi na površinu i kako se svojstva taline razlikuju tokom erupcije.
Da bismo izolovali signal topljenja, koristili smo ultraljubičasti laser, sličan onima koji se koriste za hirurgiju oka, da raznesemo matricu stene između većih kristala.
Zatim smo analizirali laserski generisane čestice masenom spektrometrijom da bismo odredili hemijski sastav vulkanske matrice. Metoda omogućava brzu hemijsku analizu.
Ovo obezbeđuje bržu i detaljniju meru hemije topljenja i njene evolucije tokom vremena, u poređenju sa tradicionalnom analizom cele stene, ili sa mukotrpnim odvajanjem fragmenata matrice i kristala od uzoraka zdrobljenih stena.
Čak i ako kristale nazovemo „velikim“, oni su često mali kao zrno soli (ili do veličine slanutka ako imate sreće!) i teško ih je ukloniti.
Naša studija se fokusirala na erupciju u La Palmi 2021. godine, najrazorniju vulkansku erupciju u istoriji na Kanarskim ostrvima.
Od septembra do decembra 2021. ukupno 160 miliona kubnih metara lave prekrilo je više od 12 kvadratnih kilometara zemlje. Uništila je više od 1.600 domova, primorala na evakuaciju više od 7.000 ljudi i donela gubitke od više od 860 miliona evra (1,4 milijarde američkih dolara).
Analizirali smo uzorke lave koje su sistematski prikupljali naši saradnici u Španiji tokom tri meseca erupcije.
Ovo su dragoceni uzorci jer znamo njihov tačan dan erupcije, a mnoga mesta uzorkovanja sada su prekrivena kasnijim lavama iz erupcije.
Koristeći metodu napajanu laserom, mogli smo da vidimo varijacije u hemiji lave povezane sa promenama u zemljotresima i emisijama sumpor-dioksida, kao i stilom erupcije i opasnostima koje proizilaze.
Ovo je uključivalo promenu od guste lave koja je delovala kao buldožer na početku erupcije, do tekuće lave koja je kasnije tokom erupcije stvorila brze reke lave i tunele lave.
Takođe smo otkrili ključnu promenu u hemiji lave oko dve nedelje pre nego što se erupcija završila, što ukazuje na hlađenje magme zbog opadanja zaliha magme.
Slične promene bi mogle da se prate kao signal smanjenja erupcije u budućim erupcijama širom sveta.
Ne možemo sprečiti erupciju vulkana i još ne možemo putovati unutar njih kao što je to jednom zamislio francuski pisac naučne fantastike Žil Vern. Ali praćenje vulkana se značajno poboljšalo u poslednjih nekoliko decenija kako bi nam omogućilo da indirektno „zavirimo u“ vulkane i bolje predvidimo njihovu aktivnost.
Naš rad ima za cilj da obezbedi laboratorijski alat za testiranje vulkanskih uzoraka prikupljenih tokom budućih erupcija. Cilj je da se pročita evolucija erupcija, da se razume zašto one počinju i kada će se završiti.
Sa oko 50 vulkana koji eruptiraju u bilo kom trenutku širom sveta, uskoro ćete videti još jedan vulkan koji eruptira u vestima. Ovog puta možete razmotriti važnost nauke o vulkanima da poboljšamo naše razumevanje kako vulkani funkcionišu i šta ih pokreće na erupciju, kako bismo zaštitili ljude oko njih.
Ispravka: u ranijoj verziji ovog članka navedeno je da je erupcija La Palme 2021. oslobodila 160 kubnih metara lave. Tačna cifra je 160 miliona kubnih metara.
Teresa Ubide, vanredni profesor – magmatska petrologija/vulkanologija, Univerzitet Kvinslenda; Alice MacDonald, doktorand, Univerzitet u Kvinslendu, i Džek Mulder, predavač, Univerzitet Adelaide
