Može li vulkan eruptirati nakon desetina hiljada godina mirovanja? Ako jeste, kako se to može objasniti i šta vulkanske erupcije čini opasnijim?
Ovo su ključna pitanja u proceni opasnosti od vulkana i takođe mogu skrenuti pažnju na vulkane koji izgledaju neaktivni. Čak iu tihoj, uspavanoj fazi, vulkan može brzo postati aktivan, a njegova erupcija može predstavljati ranije nepoznatu pretnju okolnom području. Novo istraživanje mađarskih naučnika pomaže da se otkriju znaci pre erupcije takvog vulkana.
Tim sa Univerziteta ELTE Eotvos Lorand, Instituta za geografiju i nauke o Zemlji, i HUN-REN-ELTE Volcanologi Research Group, u saradnji sa drugim naučnicima iz Evrope, proučavali su Ciomadul, najmlađi vulkan u Karpatsko-panonskom regionu.
Koristeći integrisanu mineralnu teksturu i podatke o hemijskom sastavu visoke rezolucije, kvantifikovali su uslove evolucije magme, rekonstruisali arhitekturu rezervoara subvulkanske magme, identifikovali karakteristike rezidentne kristalne kaše i magme za ponovno punjenje, koje su izazvale erupcije, i objasnili zašto vulkanska aktivnost u poslednjem aktivnom periodu postala je pretežno eksplozivna.
Istraživački tim je prethodno otkrio eruptivnu istoriju Ciomadul-a koristeći geohronologiju U-Th-Pb-He sićušnog kristala, cirkona. Sabolč Harangi, profesor i vođa istraživačkog projekta, kaže da je „bilo nekoliko dugih perioda mirovanja u skoro milionskom životu vulkana, ali čak i nakon desetina hiljada, ponekad čak i više od 100.000 godina mirovanja, vulkanski erupcije su ponovo počele“.
Najznačajniji vulkanizam dogodio se u poslednjih 160.000 godina, sa izbijanjem lave kupola između 160 i 95 hiljada godina, a zatim, posle više od 30 hiljada godina mirovanja, erupcije su nastavljene pre 56 hiljada godina.
Barbara Čerep, dr. student ELTE-a, proučava najmlađe proizvode erupcije. „Nastale su opasnijim, eksplozivnijim erupcijama u odnosu na prethodnu aktivnu epizodu. Dakle, važno je znati šta je bio razlog za ovu promenu stila erupcije“, kaže ona. Poslednje vulkanske erupcije dogodile su se pre 30.000 godina i od tada vulkan ponovo miruje.
Petrodetektivsko delo
Uzrok iniciranja vulkanske erupcije i procesi koji kontrolišu stil erupcije kriju se u stenama koje su nastale tokom vulkanske aktivnosti. Ovo se može otkriti detaljnim proučavanjem minerala koji formiraju stene. Istraživački tim je utvrdio hemijski sastav svih mineralnih faza, često u visokoj rezoluciji od kristalnog jezgra do oboda, u plovućcima nastalim tokom eksplozivnog vulkanizma od pre 56 do 30.000 godina.
Zatim su kritički procenili rezultate različitih metoda za izračunavanje temperature kristalizacije, pritiska, redoks stanja, sastava rastopa i sadržaja vode rastopljene kako bi kvantifikovali uslove magme i takođe da bi ograničili kako su ovi kristali ugrađeni u magmu koja eruptira. Ovo je pomoglo da se razotkrije arhitektura sistema rezervoara magme, procesi koji dovode do erupcija, i da se objasne eksplozivne erupcije.
Ključni igrač u ovoj petrodetektivnoj studiji bio je mineral nazvan amfibol. „Mnogi elementi mogu ući u kristalnu rešetku amfibola, ali supstitucije elemenata su snažno kontrolisane uslovima magme“, objašnjava Barbara Čerep.
Hemijski sastav amfibola u plovcima Ciomadul pokazuje velike varijacije čak i u jednom uzorku. Neki amfiboli predstavljaju niskotemperaturni, visoko kristalni rezervoar magme na dubinama od 8-12 kilometara, ali većina ih je transportovana u ovo plitko skladište magme pomoću magme sa višim temperaturama koja dolazi sa većih dubina.
„U poređenju sa prethodnim periodom erupcije koja je formirala kupolu lave, ove sveže magme za punjenje nosile su amfibol sa posebnim sastavom, odnosno, ove magme su bile malo drugačije, i to bi moglo da igra važnu ulogu u tome zašto je erupcija postala eksplozivna“, ističe Harangi .
„Identifikovali smo nekoliko amfibola sa hemijskim sastavom koji nije prijavljen u vulkanskim stenama iz drugih vulkana“, dodaje Čerep, kao važan rezultat istraživanja. Oni su takav amfibol protumačili kao ranu fazu kristalizacije u ultra-hidratnim magmama, a ove magme bogate vodom možda su igrale ključnu ulogu u pokretanju eksplozivnih erupcija.
Sastav najudaljenijeg oboda kristala i oksida gvožđa-titanijuma pružio je informacije o stanju magme neposredno pre erupcija. Postdoktorski istraživač Mate Semeredi, još jedan vodeći autor studije, kaže: „Sastav oksida gvožđa-titanijuma se izjednačava za nekoliko dana kada se stanje magme promeni; oni ukazuju da je eruptirana magma bila na 800-830 stepeni Celzijusa i da je oksidovana“ .
Trenutno, vulkan Ciomadul ne pokazuje znake ponovnog buđenja. Međutim, ova studija takođe ističe da se reaktivacija može desiti brzo, u roku od nekoliko nedelja ili meseci, u slučaju ponovnog punjenja vrelom, vodenom magmom. Kvantitativne petrološke studije vulkana su važne za rekonstrukciju strukture rezervoara subvulkanske magme i uslova skladištenja magme, što nam takođe može pomoći u predviđanju erupcija da bolje razumemo signale pre erupcije.
„Ovo istraživanje je novo u smislu da se sprovodi u vulkanu koji dugo miruje, i kao rezultat toga, vulkan Ciomadul dobija sve veću međunarodnu pažnju“, kaže Sabolč Harangi. Ovo pomaže da se istakne da, pored oko 1.500 potencijalno aktivnih vulkana na Zemlji, vulkani koji dugo miruju takođe mogu predstavljati opasnost koja ranije nije bila prepoznata, posebno ako ispod njih još uvek postoji magma koja nosi topljenje.
