Η ηφαιστειακή δραστηριότητα επηρεάζει αλλά και επηρεάζεται από το κλίμα

Μια έρευνα για τις ηφαιστειακές εκρήξεις των προηγούμενων 300 χρόνων δείχνει ότι η ξαφνική δραστηριότητα στους μαγματικούς θαλάμους κάτω από τα ηφαίστεια μπορεί να είναι εποχιακή, αλλά και να επηρεάζεται από τη στάθμη των θαλασσών και τις μεταβολές του κλίματος.

Αλλά και οι τεράστιες ηφαιστειακές εκρήξεις μπορούν να αλλάξουν το κλίμα σε όλο τον πλανήτη, όπως συνέβη πριν από λίγα χρόνια στην περίπτωση του ηφαιστείου Pinatubo στις Φιλιππίνες. Οι εκρήξεις απελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες αερίων στην ατμόσφαιρα, όπως θειικό οξύ, που περικυκλώνουν ολόκληρο τον πλανήτη, μπλοκάροντας έτσι την ηλιακή ακτινοβολία και προκαλώντας πτώση της θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης.

Αυτή η εποχικότητα στις εκρήξεις προσθέτει άλλο ένα κομμάτι στο παζλ της δραστηριότητας στα βάθη της Γης, που φανερώνει ότι αλλαγές στο περιβάλλον, δηλαδή στον καιρό, στο κλίμα και στη στάθμη της θάλασσας, επηρεάζουν τα ηφαίστεια όσο και τα ηφαίστεια επιδρούν στο περιβάλλον.

Επιστήμονες του Κέιμπριτζ θεωρούν ότι οι ηφαιστειακές εκρήξεις είναι πιθανότερο να εμφανιστούν όταν είναι χειμώνας στο Βόρειο ημισφαίριο, και λιγότερο κατά τη διάρκεια των θερινών μηνών - μια ανακάλυψη που θα μπορούσε μια μέρα να βοηθήσει να σωθούν πολλές ζωές, από τους περίπου 500 εκατομμύρια ανθρώπους που ζουν κοντά στα ηφαίστεια.

Κάθε χρόνο σε, περίπου, 60 ηφαίστεια ρέει η λάβα ή εκσφενδονίζονται υπέρθερμα αέρια και τέφρα χιλιόμετρα ψηλά στον αέρα. Οι David Pyle, Ben Mason και άλλοι στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ μελέτησαν τα ιστορικά στοιχεία από περισσότερες από 3.200 εκρήξεις, μεταξύ του 1700 και 1999. Διαπίστωσαν ότι από τις Άνδεις έως την Αλάσκα, και γύρω από το Ηφαιστειακό Δακτύλιο του Ειρηνικού, οι βίαιες εκρήξεις και οι εκρήξεις της λάβας είναι 18% πιθανότερο να συμβούν μεταξύ του Νοεμβρίου και του Μαρτίου απ' ό,τι κατά τη διάρκεια των θερινών μηνών.

Η έρευνά τους, που δημοσιεύεται στο περιοδικό της Γεωφυσικής Έρευνας (Geophysical Research), προτείνει ότι, ακριβώς όπως και οι σεισμοί μπορούν μερικές φορές να προκληθούν φαινομενικά από μια πολύ βαριά ποσότητα νερού στην επιφάνεια του εδάφους, έτσι και τα ηφαίστεια, επίσης, μπορεί να είναι ευαίσθητα στις χειμερινές χιονοπτώσεις.

Η έρευνα αναπτύχθηκε από τη διδακτορική μελέτη του Mason για τα μοντέλα της δραστηριότητας σε ηφαίστεια που ήταν συνεχώς δραστήρια.

"Ο Ben επισήμανε ότι τον Ιανουάριο και το Φεβρουάριο είχε να μελετήσει περισσότερα ηφαίστεια από ό,τι τον Ιούνιο, τον Ιούλιο και τον Αύγουστο", ανέφερε ο Pyle.

"Δεν το είχε πιστέψει στην αρχή, και γι' αυτό μάζεψε στοιχεία από το ηλεκτρονικό αρχείο των εκρήξεων κατά τα τελευταία 300 χρόνια. Και έμεινε κατάπληκτος, όταν αυτά παρουσίασαν μια εποχιακή επανάληψη".

Ηφαίστεια όπως είναι ο Βεζούβιος κοντά στη Νάπολη, το Mount Rainier κοντά στο Σιάτλ και το Popocatepetl κοντά στην Πόλη του Μεξικού έχουν ανησυχήσει δεκάδες εκατομμύρια ανθρώπους.

Η πρόβλεψη της έκρηξης είναι ακόμα μια αβέβαιη επιστήμη. Αλλά υπάρχουν άλλοι λόγοι για την έρευνα. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες του κλίματος έχουν υποψιαστεί μια μακροχρόνια σύνδεση μεταξύ των κλιματικών προτύπων και της ηφαιστειακής δραστηριότητας.

Το 95% των ηφαιστείων βρίσκεται κοντά στη θάλασσα γι' αυτό και επηρεάζονται από την κίνηση των νερών


Τα ηφαίστεια ελευθερώνουν τεράστιες ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα και υδρατμών στην ατμόσφαιρα, οι οποίες ενισχύουν το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Αλλά οι μεγαλύτερες εκρήξεις εκσφενδονίζουν, επίσης, πολύ μεγάλα ποσά αιθάλης και τέφρας στη στρατόσφαιρα, μειώνοντας έτσι το φως του ήλιου που πέφτει πάνω στον πλανήτη και κατά εντυπωσιακό τρόπο ελαττώνουν τη θερμοκρασία για χρόνια.

Το 1816 έμεινε γνωστό ως το "έτος χωρίς καλοκαίρι", στο οποίο καταστράφηκαν οι συγκομιδές ενώ προκλήθηκαν λιμοί καθώς και επιδημίες της χολέρας στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική. Αυτή η χρονιά έχει συνδεθεί με μια τρομερή ηφαιστειακή έκρηξη του Όρους Tambora στην Ινδονησία το 1815, που σκότωσε 70.000 ανθρώπους.

Την έκρηξη αυτή, που θεωρείται η μεγαλύτερη ίσως της προηγούμενης χιλιετίας, την ακολούθησε μια παγκόσμια πτώση της θερμοκρασίας κατά 0,7 βαθμούς Κελσίου και 12 μήνες αλλοπρόσαλλου καιρού στην Ευρώπη και στη Βόρεια Αμερική. Η έκρηξη του Pinatubo στις Φιλιππίνες το 1991 από την άλλη δημιούργησε ένα νέφος αερίων που κύκλωσε τον πλανήτη μέσα στις επόμενες εβδομάδες, μειώνοντας τις θερμοκρασίες κατά 0,25 βαθμούς Κελσίου.

Επίσης, πριν από 73.500 χρόνια, έγινε η έκρηξη στο Toba της Βόρειας Σουμάτρας, την οποία πολλοί θεωρούν ως τη μεγαλύτερη στην ιστορία, δημιουργώντας έναν κρατήρα 100 μέτρων. Ακολούθησε ένας ηφαιστειακός χειμώνας που εξαπλώθηκε σε όλη τη Γη, δυσκολεύοντας την επιβίωση των ανθρώπων.

Αλλά η μελέτη του Cambridge υποδεικνύει ότι ακριβώς όπως τα ηφαίστεια μπορούν να έχουν επιπτώσεις στον καιρό, έτσι και ο καιρός μπορεί, κάπως, να έχει επιπτώσεις και στα ηφαίστεια.

Οι στάθμες της θάλασσας τείνουν να μειωθούν όταν είναι χειμώνας στο Βόρειο ημισφαίριο και περίπου 10 τρισεκατομμύρια τόνοι θαλάσσιου νερού φεύγουν προς τη ξηρά.

Η στάθμη των θαλασσών δεν έχει αλλάξει σημαντικά τα τελευταία 2.000 χρόνια. Έτσι, τα αποτελέσματα των ερευνών του Ben Mason δεν ήταν προφανή. Οι ειδικοί όμως επισημαίνουν πως τα νερά των ωκεανών δεν έχουν σταματήσει να μετακινούνται σε όλο τον πλανήτη, αν και σε μικρότερη κλίμακα από ό,τι στην εποχή των παγετώνων.

Αλλά, τα ευρήματα των ερευνών είναι ανησυχητικά για τον αιώνα μας, καθώς τα επίπεδα της θάλασσας αναμένεται να αυξηθούν κατά 88 εκατοστά επειδή λιώνουν οι πάγοι στους πόλους της Γης. Κάτι που σημαίνει πως είναι πιθανές περισσότερες ηφαιστειακές εκρήξεις.

Οι περισσότερες από τις ηπείρους βρίσκονται στο Βόρειο ημισφαίριο και οι μεγαλύτερες ποσότητες βροχής, πάγου και χιονιού πέφτουν κατά τους χειμωνιάτικους μήνες. Έτσι, γίνονται αιτία να συμπιεστεί το βραχώδες στρώμα του εδάφους κατά λίγα εκατοστά και να αλλάξουν τη μορφή της γης, έστω και λίγο.

Στα παγωμένα ηφαίστεια της Ισλανδίας το απότομο λιώσιμο των πάγων στο τέλος της περασμένης εποχής των παγετώνων, προκάλεσε την άνοδο του μάγματος, που μέχρι τότε περιοριζόταν από το βάρος των πάγων.

Αντίστοιχα, οι εκρήξεις του ηφαιστείου Παβλόφ στην Αλάσκα φαίνεται πως ελέγχονται από τον καιρό. Συστήματα χαμηλής πίεσης που περνούν πάνω από το ηφαίστειο τον χειμώνα προκαλούν την άνοδο της στάθμης της θάλασσας από κάτω του κατά 30 εκατοστά. Το πρόσθετο βάρος του νερού πιέζει το ηφαίστειο και βγάζει το μάγμα στην επιφάνεια.

Αυτές οι εποχιακές αλλαγές είναι αρκετά μεγάλες για τα δορυφορικά όργανα, σαν τα λέιζερ, και από επίγεια όργανα που βασίζονται στο Παγκόσμιο Σύστημα Ελέγχου Θέσης (GPS).

Και είναι, επίσης, αρκετές μεγάλες για να έχουν επίπτωση και στην περιστροφή του πλανήτη, έστω και ελάχιστη.

Κάθε τόσο, οι αστρονόμοι πρέπει να δηλώνουν μια μεταβολή κατά 1 δευτερόλεπτο, για να φέρουν τα παγκόσμια ρολόγια σύμφωνα με την ημερήσια περιστροφή.

Φαίνεται τώρα ότι αυτές οι αλλαγές είναι, επίσης, αρκετά μεγάλες για να συμπιέσουν τους βράχους και να ξεκινήσουν με κάποιο τρόπο, έναν νέο κύκλο δραστηριότητας στους μαγματικούς θαλάμου των ηφαιστείων.

Η ομάδα του Κέιμπριτζ θεωρεί ότι οι εποχιακές αλλαγές στις πιέσεις, πάνω στο φλοιό της Γης, μπορούν να κάνουν πιο πιθανές τις εκρήξεις σύγχρονες με τις εποχές του έτους.

Εάν το σχήμα της Γης παρέμενε σταθερό, οι εκρήξεις θα συνέβαιναν κατά τυχαία διαστήματα. Αλλά οι εποχιακές παραμορφώσεις του φλοιού της Γης, που ταιριάζουν με αυτή την άποψη, θα μπορούσαν να επιβάλουν μια περιοδικότητα των εκρήξεων.

"Η ανακάλυψη της εποχικότητας της ηφαιστειακής δραστηριότητας είναι άλλο ένα σημαντικό βήμα για την αναγνώριση των σύνθετων και εκπληκτικών τρόπων, που οι διαδικασίες στη γήινη επιφάνεια συνδέονται με τη βαθύτερη Γη", εξηγεί ο Pyle.

"Εάν η ηφαιστειακή δραστηριότητα είναι τόσο ευαίσθητη σε αυτές τις εποχιακές αλλαγές, πόσο πιο ευαίσθητη πρέπει να είναι στις αλλαγές μεγαλύτερης κλίμακας, που συνοδεύουν τις περιόδους γρήγορων κλιματολογικών μεταβολών, με τους παγετώνες που λιώνουν και τις δραματικές αλλαγές στη στάθμη της θάλασσας;"

Ο Bill McGuire, διευθυντής του Κέντρου Γεωφυσικών Κινδύνων στο Πανεπιστημιακό Κολέγιο του Λονδίνου, πριν από μία δεκαετία, ομάδα ερευνητών μελέτησε την περιοχή της Μεσογείου αναζητώντας τη σχέση μεταξύ των εκρήξεων και των σημαντικών αλλαγών στη στάθμη της θάλασσας (μέχρι 130 μέτρα) την περίοδο της εποχής των παγετώνων. Η έρευνα έδειξε ότι οι περισσότερες εκρήξεις σημειώθηκαν όταν η στάθμη των υδάτων έφτανε στο ψηλότερο ή χαμηλότερο σημείο.

Μία σειρά από θεωρίες χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν το γεγονός. Διαφοροποιήσεις στη στάθμη προκαλεί κατάρρευση των πρανών ηφαιστείων σε παράλια και νησιά, λόγω απότομης διάβρωσης όταν το επίπεδο των υδάτων ανεβαίνει ή πέφτει ξαφνικά. Επίσης, την εποχή που έλιωναν οι πάγοι, οι τεράστιες ποσότητες νερού που απελευθερώθηκαν πίεσαν τον φλοιό της Γης κάτω από τα ηφαίστεια επιτρέποντας στο εγκλωβισμένο μάγμα να πεταχτεί προς την επιφάνεια με μεγάλη ώθηση.

Ο Bill McGuire είναι συγγραφέας του βιβλίου: 'A Guide to the End of the World: Everything You Never Wanted to Know', εκδόσεις OUP.
Πηγή:http://www.physics4u.gr