Μια νέα μέθοδος που χρησιμοποιεί λέιζερ προβλέπει τις εκρήξεις των ηφαιστείων

Όταν ακούτε ειδήσεις για ηφαίστεια που εκτοξεύουν λάβα και στάχτη, μπορεί να ανησυχείτε για τους ανθρώπους που βρίσκονται κοντά. Στην πραγματικότητα, σχεδόν ένας στους δέκα ανθρώπους σε όλο τον κόσμο ζει σε απόσταση 100 χιλιομέτρων από ένα ενεργό ηφαίστειο. Για όσους ζουν κοντά σε ηφαίστεια, καλλιεργούν τα εύφορα εδάφη τους ή επισκέπτονται τα εντυπωσιακά τοπία τους, είναι σημαντικό να κατανοήσουν και τις εκρήξεις τους.

Γιατί εκρήγνυται το ηφαίστειο; Πώς θα εξελιχθεί η έκρηξη; Πότε θα τελειώσει;

Η νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Science Advances κι εφαρμόζει τεχνολογία λέιζερ για την ανάγνωση της χημικής σύνθεσης του μάγματος που εκρήγνυται με την πάροδο του χρόνου.

Επειδή η χημεία των μάγματος επηρεάζει τη ρευστότητα, την εκρηκτικότητα και το δυναμικό κινδύνου τους, η εργασία θα μπορούσε να βοηθήσει στη μελλοντική παρακολούθηση και πρόβλεψη της εξέλιξης των ηφαιστειακών εκρήξεων.

Όταν το μάγμα εκραγεί για να γίνει ροή λάβας, απελευθερώνει το αέριο (το οποίο περιέχει υδρατμούς, διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου και άλλες ενώσεις) και θα μεταμορφωθεί σε ένα ηφαιστειακό πέτρωμα. Αυτός ο βράχος περιέχει κρυστάλλους που ψύχονται αργά μέσα στο ηφαίστειο, ενσωματωμένοι σε μια λεπτότερη μήτρα βράχου που ψύχεται γρήγορα στην επιφάνεια.

Το μάγμα αποτελείται από βράχους, αέρια και κρυστάλλους, με τη θερμοκρασία του μάγματος να μειώνεται κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του προς την επιφάνεια. Όταν εκρήγνυται και δημιουργεί μία ροή λάβας, απελευθερώνει τα αέρια που περιέχει και σκληραίνει σε ηφαιστειακό βράχο. Οι κρύσταλλοι αυτοί είναι εξαιρετικά αρχεία για το τι προηγήθηκε της έκρηξης.

Για να απομονώσουν το σήμα τήξης, χρησιμοποιήσαν ένα υπεριώδες λέιζερ, παρόμοιο με αυτά που χρησιμοποιούνται για χειρουργική επέμβαση στα μάτια, για να ανατινάξουν τη μήτρα βράχου μεταξύ των μεγαλύτερων κρυστάλλων.

Στη συνέχεια αναλύθηκαν τα σωματίδια που δημιουργούνται από λέιζερ με φασματομετρία μάζας για να προσδιορίσουν τη χημική σύνθεση της ηφαιστειακής μήτρας. Η μέθοδος επιτρέπει μια ταχεία χημική ανάλυση.

Αυτό παρέχει μια ταχύτερη και πιο λεπτομερή μέτρηση της χημείας του τήγματος και της εξέλιξής του με την πάροδο του χρόνου, σε σύγκριση με την παραδοσιακή ανάλυση ολόκληρου του πετρώματος ή με τον επίπονο διαχωρισμό μήτρας και θραυσμάτων κρυστάλλου από δείγματα θρυμματισμένων πετρωμάτων. Ακόμα κι αν λέμε τους κρυστάλλους «μεγάλους», είναι συχνά τόσο μικροί όσο ένας κόκκος αλατιού (ή μέχρι ένα ρεβίθι σε μέγεθος αν είστε τυχεροί!) και δύσκολο να αφαιρεθούν.

Δεν μπορούμε να αποτρέψουμε την έκρηξη των ηφαιστείων και δεν μπορούμε ακόμη να ταξιδέψουμε μέσα σε αυτά όπως οραματίστηκε κάποτε ο Γάλλος συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας Ιούλιος Βερν. Αλλά η παρακολούθηση των ηφαιστείων έχει βελτιωθεί πάρα πολύ τις τελευταίες δεκαετίες για να μας επιτρέψει να «κοιτάξουμε» έμμεσα τα ηφαίστεια και να προβλέψουμε καλύτερα τη δραστηριότητά τους.

Η εργασία στοχεύει στην παροχή ενός εργαστηριακού εργαλείου για τη δοκιμή ηφαιστειακών δειγμάτων που συλλέγονται κατά τη διάρκεια μελλοντικών εκρήξεων. Ο στόχος είναι να διαβάσουμε την εξέλιξη των εκρήξεων, να καταλάβουμε γιατί ξεκινούν και πότε θα τελειώσουν.

Με περίπου 50 ηφαίστεια να εκρήγνυνται ανά πάσα στιγμή σε όλο τον κόσμο, σύντομα θα δείτε ένα άλλο ηφαίστειο να εκρήγνυται στις ειδήσεις. Αυτή τη φορά, μπορείτε να σκεφτείτε τη σημασία της επιστήμης των ηφαιστείων για να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για το πώς λειτουργούν τα ηφαίστεια και τι τα ωθεί να εκραγούν, για να προστατεύσουμε τους ανθρώπους γύρω τους.