Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ηφαιστειολογία παραμένει η έγκαιρη πρόβλεψη μιας ηφαιστειακής έκρηξης, αρκετά νωρίς ώστε να ειδοποιηθούν οι αρχές και οι τοπικές κοινότητες.
Μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications παρουσιάζει τώρα μια τεχνική ανίχνευσης με την ονομασία «Jerk», η οποία υπόσχεται να βελτιώσει σημαντικά την έγκαιρη προειδοποίηση, εντοπίζοντας τα πιο πρώιμα ίχνη της ανόδου του μάγματος βαθιά κάτω από το έδαφος.
Η μέθοδος αναπτύχθηκε από ερευνητές και μηχανικούς του Institut de Physique du Globe de Paris και του GFZ Helmholtz Centre for Geosciences και βασίζεται σε έναν μόνο ευρυζωνικό σεισμογράφο. Στόχος της είναι να καταγράφει εξαιρετικά λεπτές κινήσεις του εδάφους, οι οποίες συνδέονται με διεισδύσεις μάγματος στο υπέδαφος. Αυτά τα ασθενή σήματα, σύμφωνα με τους επιστήμονες, μπορούν να αποκαλύψουν σε πραγματικό χρόνο τα πρώτα στάδια μιας επικείμενης ηφαιστειακής δραστηριότητας, αναφέρει το Science Daily.
Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε τη μέθοδο επί δέκα χρόνια στο ηφαιστειολογικό παρατηρητήριο του νησιού της Ρεϊνιόν, όπου βρίσκεται το ηφαίστειο Piton de la Fournaise (Κορυφή του Φούρνου), ένα από τα πιο ενεργά στον κόσμο.
Στο διάστημα αυτό, το σύστημα κατάφερε να προβλέψει το 92% των 24 εκρήξεων που σημειώθηκαν μεταξύ 2014 και 2023. Οι χρόνοι προειδοποίησης κυμάνθηκαν από λίγα λεπτά έως και οκτώμισι ώρες πριν από την έναρξη της έκρηξης.
Περίπου το 14% των συναγερμών δεν κατέληξαν σε επιφανειακή έκρηξη, ωστόσο και σε αυτές τις περιπτώσεις είχαν καταγραφεί κινήσεις μάγματος κάτω από το ηφαίστειο.
Γιατί είναι δύσκολη η πρόβλεψη των εκρήξεων
Η πρόβλεψη των ηφαιστειακών εκρήξεων παραμένει δύσκολη, παρότι τα ηφαίστεια συχνά δίνουν σημάδια πριν ενεργοποιηθούν. Τέτοια προειδοποιητικά σημάδια μπορεί να είναι η αύξηση της σεισμικής δραστηριότητας, οι παραμορφώσεις του εδάφους ή οι μεταβολές στην εκπομπή και στη σύσταση των αερίων. Παρά το γεγονός ότι αυτά τα φαινόμενα είναι γνωστά, η ερμηνεία τους δεν είναι πάντα σαφής. Οι επιστήμονες δυσκολεύονται ακόμη να προσδιορίσουν με ακρίβεια πότε ακριβώς θα γίνει μια έκρηξη, πόσο θα διαρκέσει και πόσο ισχυρή θα είναι.
Ένα ακόμη σοβαρό πρόβλημα είναι οι ψευδείς συναγερμοί. Εσφαλμένες προειδοποιήσεις μπορεί να προκαλέσουν δαπανηρές εκκενώσεις, οικονομικές απώλειες και κλονισμό της εμπιστοσύνης του κοινού στα συστήματα παρακολούθησης. Γι’ αυτό και η βελτίωση της αξιοπιστίας των προβλέψεων αποτελεί βασικό στόχο της έρευνας γύρω από τους ηφαιστειακούς κινδύνους.
Ανεπαίσθητες κινήσεις του εδάφους
Σε αντίθεση με πολλές προηγούμενες προσεγγίσεις, που βασίζονται σε πιθανολογικά μοντέλα και σε στατιστικές σχέσεις μέσα από μεγάλους όγκους δεδομένων, η μέθοδος «Jerk» εστιάζει στην άμεση ανίχνευση φυσικών σημάτων που σχετίζονται με την κίνηση του μάγματος. Συγκεκριμένα, εντοπίζει εξαιρετικά μικρές κινήσεις του εδάφους χαμηλής συχνότητας, οι οποίες εμφανίζονται όταν το μάγμα εισχωρεί στον φλοιό. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τα σήματα αυτά προέρχονται από δυναμικές διεργασίες θραύσης των πετρωμάτων πριν από μια έκρηξη.
Τα σήματα αυτά είχαν εντοπιστεί για πρώτη φορά πριν από περισσότερο από μία δεκαετία, κατά την ανάλυση εκτεταμένων δεδομένων από παλαιότερες εκρήξεις του Piton de la Fournaise. Είναι εξαιρετικά ασθενή, της τάξης λίγων νανομέτρων ανά δευτερόλεπτο στην τρίτη δύναμη, ωστόσο μπορούν να καταγραφούν με έναν μόνο πολύ ευρυζωνικό σεισμογράφο. Το σύστημα συνοδεύεται από ειδική επεξεργασία δεδομένων που διορθώνει, μεταξύ άλλων, και την επίδραση παραγόντων όπως οι γήινες παλίρροιες. Όταν το χαρακτηριστικό σήμα ξεπερνά ένα συγκεκριμένο όριο, εκδίδεται αυτόματα προειδοποίηση.
Επόμενος σταθμός: Αίτνα
Ύστερα από μια δεκαετία συνεχούς λειτουργίας στη Ρεϊνιόν, οι ερευνητές θεωρούν ότι το «Jerk» θα μπορούσε να αποτελέσει ένα πρακτικό εργαλείο έγκαιρης προειδοποίησης και για άλλα ενεργά ηφαίστεια, ιδίως σε περιοχές όπου οι υποδομές παρακολούθησης είναι περιορισμένες. Το επόμενο βήμα θα είναι η δοκιμή της μεθόδου και σε άλλα ηφαίστεια, με πρώτη υποψήφια περιοχή την Αίτνα στην Ιταλία.
