Wybuchy wulkanów są znaczącym i bardzo nieprzewidywalnym zagrożeniem dla społeczeństwa w skali nie tylko lokalnej, ale również globalnej. Kilka lat temu media skupiały się na jedynej aktywnie wulkanicznie wyspie Fogo archipelagu Cape Verde. Jej erupcja zaczęła się 23 listopada 2014, ustała natomiast 7 lutego 2015 roku. Oprócz mediów Fogo przykuło również atencję wielu naukowców z szeroko rozumianej dziedziny „nauk o Ziemi”. Warto więc pokrótce wytłumaczyć dlaczego tak wielu naukowców wciąż pochyla się nad badaniem wulkanicznej aktywności.
Typową strategią w przypadku badania zachowania wulkanów jest instalacja systemu monitoringu sejsmicznego, który zbiera informacje odnośnie ilość trzęsień ziemi, magnitudy oraz głębokości. Dodatkowo wykonywane są pomiary morfologii gruntu za pomocą GPS oraz INSAR. Obie metody dostarczają wielu istotnych informacji, jednak mogą być one trudne w jednoznacznej interpretacji, gdyż nawet generowanie trzęsień ziemi oraz zmiana morfologii stożka mogą nie być wystarczającym czynnikiem alarmującym o zbliżającej się erupcji wulkanu. Z tych powodów wulkanolodzy ramię w ramię z petrologami oraz geochemikami pochylają się nad produktami wcześniejszych erupcji w celu zrozumienia procesów zachodzących bezpośrednio w komorze magmowej.
Skały wulkaniczne można traktować jako zapis wydarzeń, który dostarcza informacji odnośnie warunków powstania magmy, krystalizację minerałów, aż po wędrówkę ku powierzchni i w końcu erupcję. Badanie takich skał jest jedyną dostępną nam metodą pozwalającą „zajrzeć” do systemu magmowego, który doprowadził do erupcji. Minerały budujące skały wulkaniczne można traktować jak miniaturowe archiwa, które przechowują chronologię procesów krystalizacji oraz warunków panujących w komorze magmowej. Dzięki badaniom składu chemicznego skał, minerałów oraz zon w minerałach jesteśmy w stanie zinterpretować procesy magmowe takie jak krystalizacja frakcjonalna, mieszanie się magm o różnych składach chemicznych i różnym stopniu ewolucji. Zrozumienie mechanizmu działania oraz przebiegu procesów magmowych zachodzących jeszcze na etapie komory magmowej pozwala w pewnym stopniu określić czynnik dominujący powodujący erupcję wulkanu. Tak jak na przykład dodanie mentosa do coli powoduje erupcje napoju, tak samo dostanie się porcji mało wyewoluowanej zasadowej magmy do komory z bardziej wyewoluowaną magmą może spowodować erupcję. Ważnym jest, aby prześledzić wszystkie procesy zarejestrowane przez skałę, a następnie niczym detektyw ułożyć wszystkie poszlaki w logiczną oraz pasującą do siebie całość.
Jednym z narzędzi, które pozwala zajrzeć w głąb komory magmowej jest modelowanie geotermobarometryczne. Pozwala ono określić temperaturę oraz ciśnienie krystalizacji minerałów, w efekcie czego możemy stworzyć model systemu magmowego wraz z określeniem temperatury magmy na poszczególnych stadiach ewolucji oraz głębokości (Putrika 2003). Dzięki temu wiadomo, że system magmowy pod Cape Verde składa się z głównej - głęboko położonej komory magmowej oraz płytszego – tymczasowego zbiornika (Fig 1.)
Wysiłek wielu naukowców, którzy aktualnie zajmują się szczegółowym analizowaniem przebiegu oraz skutków wcześniejszych erupcji wulkanicznych może w przyszłości dostarczyć informacji, które pozwolą na zmodernizowanie systemu monitoringu i wczesnego ostrzegania dla najbardziej aktywnych wulkanicznie rejonów świata. Niezaprzeczalnie ujmujący jest dla mnie fakt, iż przy użyciu technologii w skali mikro można obserwować procesy, których skutki oddziałują często na skalę globalną.
Carracedo, J.-C., Perez-Torrado, F. J., Rodriguez-Gonzalez, A., Paris, R., Troll, V. R., Barker, A. K Volcanic and structural evolution of Pico do Fogo, Cape Verde. Geology Today, Vol. 31, No. 4, July–August 2015.
Hildner E., Magma storage and ascent of historic and prehistoric eruptions of Fogo, Cape Verde Islands: A barometric, petrologic and geochemical approach, 2011.
Fig.1 Schematyczny model systemu magmowego zrekonstruowanego na podstawie z erupcji w 1995 roku (E. Hildner, 2011).
Zdjęcia wulkanu Tomasz Lepich.
