Κάποια ηφαίστεια δεν είναι σαν τα άλλα

Η κρατούσα θεωρία σχετικά με τον μηχανισμό ηφαιστείων που βρίσκονται στο μέσον των τεκτονικών πλακών ανατρέπεται! Τα βιβλία της ηφαιστειολογίας μάλλον θα πρέπει να ξαναγραφτούν...

Οι στήλες μάγματος από τον κατώτερο μανδύα, μια βασική θεωρία για την ερμηνεία των μηχανισμών της ηφαιστειακής δραστηριότητας, βρίσκονται υπό αμφισβήτηση από μερίδα ηφαιστειολόγων εδώ και αρκετές δεκαετίες.

Τώρα δύο διακεκριμένοι αμερικανοί επιστήμονες, ο Ντον Αντερσον από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) και ο Τζέιμς Νάτλαντ από το Πανεπιστήμιο της Φλόριδας στο Μαϊάμι, υποστηρίζουν με μελέτη τους που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences» ότι απέδειξαν πως απλώς... δεν υπάρχουν.  Ως αποτέλεσμα θεωρούν ότι τα βιβλία της ηφαιστειολογίας θα πρέπει να ξαναγραφτούν, βασιζόμενα μόνο στη θεωρία της τεκτονικής των λιθοσφαιρικών πλακών, χωρίς να καταφεύγουν σε «δεκανίκια», τα οποία τελικά δεν έχουν στήριγμα. Το «δεκανίκι» βεβαίως που θέλουν να καταργήσουν χρησιμοποιείται ευρέως για την ερμηνεία πολλών ηφαιστείων τα οποία δεν εμπίπτουν σε αυτό που θεωρείται «συνηθισμένη» ηφαιστειακή δραστηριότητα και η θεωρία είναι γενικώς αποδεκτή από τους συναδέλφους τους. Η άποψή τους μπορεί λοιπόν να χαρακτηριστεί «αιρετική». Τελευταία όμως, με την πρόοδο των τεχνολογιών και της δορυφορικής επισκόπησης, όλο και περισσότεροι ειδικοί αρχίζουν να συμφωνούν μαζί τους.

«Παράξενα» ηφαίστεια

Τα περισσότερα ηφαίστεια της Γης σχηματίζονται στα όρια των λιθοσφαιρικών πλακών, εκεί όπου οι πλάκες αποκλίνουν η μία από την άλλη ή συγκλίνουν και συγκρούονται στις λεγόμενες ζώνες κατάδυσης ή υποβύθισης - ένα διαβόητο τέτοιο «δείγμα» είναι τα ηφαίστεια του λεγόμενου «δαχτυλιδιού της φωτιάς» στις ακτές του Ειρηνικού Ωκεανού. Στα σημεία αυτά οι τριβές είναι έντονες και μπορούν να δικαιολογήσουν την άνοδο του μάγματος από τα ανώτερα στρώματα του μανδύα προς την επιφάνεια της Γης. Υπάρχουν όμως και κάποια ηφαίστεια τα οποία βρίσκονται στο μέσο των λιθοσφαιρικών πλακών - τα περισσότερα μάλιστα είναι πολύ ισχυρά, αφού σε αυτή την κατηγορία ανήκουν τα «υπερδραστήρια» ηφαίστεια που βλέπουμε στη Χαβάη, στην Ταϊτή και στη Σαμόα. Καθώς η παρουσία τους ήταν δύσκολο να εξηγηθεί, το 1971 ο αμερικανός γεωφυσικός Τζέισον Μόργκαν πρότεινε μια ερμηνεία. Υποστήριξε ότι τα ηφαίστεια του είδους δημιουργούνται από στενές στήλες μάγματος οι οποίες ανεβαίνουν με ορμή στην επιφάνεια από τον κατώτερο μανδύα, από μεγάλα βάθη ως και 3.000 χιλιομέτρων, ενδεχομένως κάπου κοντά στο όριο όπου αυτός συναντάται με τον πυρήνα της Γης.

Οι στήλες - φαντάσματα

Η θεωρία των «στηλών του μανδύα» (mantle plumes) μπορούσε βολικά να εξηγήσει όχι μόνο την ύπαρξη των ηφαιστείων της Χαβάης, της Σαμόα και της Ταϊτής, για τα οποία και προτάθηκε, αλλά και άλλες «παράξενες» ηφαιστειακές δραστηριότητες, όπως αυτή που παρατηρείται στο Εθνικό Πάρκο Γέλοουστοουν στις Ηνωμένες Πολιτείες, στα ηφαίστεια της Ισλανδίας, στο Κιλιμάντζαρο και σε άλλα ηφαίστεια της Αφρικής ή στις λεγόμενες Μεγάλες Ηφαιστειογενείς Περιφέρειες - περιοχές με μεγάλη έκταση (100.000 τ. χλμ. και πλέον) όπου βρίσκονται συσσωρευμένα ηφαιστειογενή πετρώματα. Ετσι επεκτάθηκε αρκετά στις επόμενες δεκαετίες φθάνοντας να αποτελεί ένα βασικό κεφάλαιο στο μάθημα της Ηφαιστειολογίας.

Παρ' όλα αυτά από το 1971 ως σήμερα κανένας δεν έχει μπορέσει να «δει» με κανέναν τρόπο αυτές τις στήλες μάγματος που ανεβαίνουν ορμητικά από τόσο μεγάλα βάθη. «Παλαιότερα τις αναζητούσαν μέσω της γεωχημείας» εξηγεί στο «Βήμα» ο Τζέιμς Νάτλαντ. «Αυτό επειδή έχει παρατηρηθεί ότι τα πετρώματα σε αυτά τα ηφαίστεια έχουν διαφορετική σύνθεση, διαφέρουν ως προς τα ιχνοστοιχεία και τα ισότοπα, και για τον λόγο αυτόν είχε προταθεί η υπόθεση ότι προέρχονται από πολύ μεγαλύτερα βάθη». Οι γεωχημικές αναλύσεις δεν μπόρεσαν ωστόσο να δώσουν μιαν απάντηση - «όπως φάνηκε, η γεωχημεία τους δεν είναι και τόσο διαφορετική από τα 10.000 άλλα μέρη που δεν έχουν καμία σχέση με τις στήλες» λέει - γι' αυτό και οι περισσότεροι στράφηκαν προς τη γεωφυσική μελέτη. «Πριν από 40 χρόνια αυτή δεν ήταν τόσο εύκολη. Σήμερα όμως έχουμε περισσότερους σταθμούς, πολλές εξελιγμένες τεχνικές, μεγάλη βελτίωση στα μοντέλα» τονίζει. «Και αυτό που διαπιστώσαμε χρησιμοποιώντας τις νέες μεθόδους είναι ότι δεν μπορούμε να βρούμε καμία ένδειξη πως υπάρχουν τέτοιες στήλες είτε στα ρηχά είτε στα βαθιά τμήματα του μανδύα».

Καμηλοπαρδάλεις με μακρύ λαιμό

Εξίσου κάθετος με το ότι οι στήλες αυτές, οι οποίες σύμφωνα με τη θεωρία έχουν πλάτος περίπου 300 χλμ., αποτελούν μια εικασία που βρίσκεται στον... αέρα και δεν στηρίζεται ούτε από την επιστήμη της Φυσικής ούτε από τα ευρήματα, εμφανίζεται ο Ντον Αντερσον. «Οι στήλες του μανδύα δεν είχαν ποτέ μια γερή φυσική ή λογική βάση» λέει. «Μοιάζουν με τις ιστορίες "Γιατί έτσι" του Ράντγιαρντ Κίπλινγκ σχετικά με το πώς οι καμηλοπαρδάλεις απέκτησαν μακρύ λαιμό». Αντ' αυτών οι δύο καθηγητές αναλύοντας τη σεισμική δραστηριότητα εντόπισαν πολύ μεγάλα - πλάτους χιλιάδων χιλιομέτρων - στοιχεία, «κομμάτια» υλικού που προέρχονται από τα ανώτερα στρώματα του μανδύα και κινούνται αργά, με χαμηλή ταχύτητα, προς τα επάνω. Η κίνηση των στοιχείων αυτών δεν προκαλείται από τη θερμότητα του πυρήνα (όπως υποστηρίζει η θεωρία για τις ορμητικές στήλες που εκτοξεύονται προς την επιφάνεια) αλλά από ψυχρά υλικά από την επιφάνεια της Γης που βυθίζονται προς τα κάτω. Η συμπεριφορά που παρατήρησαν είναι, όπως επισημαίνει ο κ. Αντερσον, αυτή που είχε προβλέψει πριν από περισσότερο από έναν αιώνα ο λόρδος Κέλβιν για τη θερμική μεταφορά στον μανδύα, γι' αυτό και ονόμασαν τη θεωρία τους «τεκτονική από την κορυφή προς τα κάτω» (top-down tectonics). «Αυτή είναι μια απλή απόδειξη ότι τα ηφαίστεια είναι αποτέλεσμα μιας μεγάλης κλίμακας μεταφοράς και της τεκτονικής των λιθοσφαιρικών πλακών» τονίζει.

Η Τζίλιαν Φούλτζερ, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Ντάραμ στη Βρετανία, δεν συμμετείχε στη μελέτη των δύο αμερικανών ηφαιστειολόγων, ανήκει όμως στη μερίδα των ειδικών που αμφισβητούν τις στήλες μάγματος - είναι άλλωστε εκ των βασικών συντελεστών του κινήματος για την «ανταπόδειξή» τους και της ιστοσελίδας www.mantleplumes.org, στην οποία συνεισφέρουν πλέον με κείμενά τους περισσότεροι από 700 επιστήμονες.  «Η θεωρία δεν έχει βάση, τα ηφαίστεια που προσπαθεί να ερμηνεύσει συνδέονται και αυτά με την τεκτονική των λιθοσφαιρικών πλακών, και δεν απαιτούν αυτή την εντελώς ξεχωριστή διαδικασία των στηλών μάγματος που ανεβαίνουν σαν γκέιζερ από τόσο μεγάλα βάθη» λέει στο «Βήμα». «Εμείς πιστεύουμε ότι οι λιθοσφαιρικές πλάκες δεν είναι 100% άκαμπτες, έχουν εσωτερικά παραμορφώσεις και ανοίγματα σε ορισμένα σημεία αφήνοντας μάγμα από μικρά βάθη να περάσει προς τα πάνω και να σχηματίσει ηφαίστεια».

Τα διαμάντια είναι επιφανειακά

Αν τελικά όλα τα ηφαίστεια της Γης έχουν σε γενικές γραμμές τον ίδιο μηχανισμό και τροφοδοτούνται από υλικά που προέρχονται από «ρηχά» σημεία του μανδύα, μήπως πρέπει να αλλάξουμε σε έναν βαθμό και τις θεωρίες μας για τον σχηματισμό των πετρωμάτων του πλανήτη; «Ναι, θα πρέπει» απαντά η κυρία Φούλτζερ. «Εξαιτίας της θεωρίας των στηλών, πολλοί θεωρούν ότι τα πετρώματα στις ηφαιστειογενείς περιοχές που αυτή προσπαθεί να ερμηνεύσει προέρχονται από πολύ βαθιά. Λένε: "Βλέπουμε αυτή την ιδιαίτερη σύσταση εδώ, άρα να από τι αποτελείται ο κατώτερος μανδύας, να από τι αποτελείται η Γη σχεδόν ως τον πυρήνα της". Μπορούμε όμως πολύ εύκολα να τα ερμηνεύσουμε ως υλικά από πολύ μικρότερα βάθη». Τελευταία, όπως προσθέτει, οι «πέτρες» που κάποιοι θεωρούν ότι εκτοξεύθηκαν μέσω των στηλών από τα έγκατα της Γης απέκτησαν πιο πολύτιμο χαρακτήρα. «Σχετικά πρόσφατα ορισμένοι άρχισαν να λένε επίσης και για τα διαμάντια. Υποστηρίζουν ότι φθάνουν ως την επιφάνεια εξαιτίας των στηλών που ανεβαίνουν από τον κατώτερο μανδύα. Ξέρετε, οι περισσότεροι συνάδελφοι με τους οποίους συνεργάζομαι πιστεύουν ότι αυτό είναι ανοησία. Αλλά φυσικά το θέμα είναι δημοφιλές, έχουν δημοσιευθεί αρκετές σχετικές μελέτες».

ΚΟΚΚΙΝΟΣ Ή ΠΟΡΤΟΚΑΛΙ ΣΥΝΑΓΕΡΜΟΣ
Πότε «κοστίζει» μια βόλτα στο ηφαίστειο;
Το ηφαίστειο Οντάκε που εξερράγη το προηγούμενο Σάββατο, 27 Σεπτεμβρίου, στην Ιαπωνία δεν ανήκει στην κατηγορία των ηφαιστείων που ερμηνεύονται με τη θεωρία των στηλών μάγματος από τον κατώτερο μανδύα - αντιθέτως, πρόκειται για ένα ηφαίστειο που βρίσκεται σε νησιωτικό τόξο, όπως τα «δικά μας» ηφαίστεια στον νότιο ελλαδικό χώρο. Η έκρηξη του Οντάκε θεωρείται από την άποψη των θυμάτων η χειρότερη στη μεταπολεμική ιστορία της Ιαπωνίας (τη στιγμή που γράφονταν αυτές οι γραμμές οι νεκροί είχαν φθάσει τους 47). Αυτό αποδίδεται από πολλούς στο γεγονός ότι δεν υπήρξαν προειδοποιητικά «σημάδια» ώστε να εκκενωθεί η περιοχή, κάτι που θεωρείται παράξενο εφόσον μία από τις μεγάλες προόδους για τις οποίες έχει να καυχηθεί η σύγχρονη ηφαιστειολογία είναι η έγκαιρη πρόγνωση. Ηταν όμως πραγματικά έτσι;

«Υπήρξαν σημάδια» λέει η Τζίλιαν Φούλτζερ από το Πανεπιστήμιο του Ντάραμ στη Βρετανία. «Προηγήθηκαν αρκετές εβδομάδες με μικρούς σεισμούς, όμως οι ηφαιστειολόγοι δεν είδαν αυτά τα σημάδια. Μερικές φορές αυτό είναι το πρόβλημα. Ξέρετε, έχουμε κάτι που εμείς το λέμε "μετα-γνώση", έχετε ακούσει την πρόγνωση, υπάρχει όμως και η μετα-γνώση, όταν λες "εντάξει, δεν καταλάβαμε ότι θα γινόταν έκρηξη, έγιναν όμως αυτό και αυτό πριν, οπότε προφανώς ήταν μια προειδοποίηση". Μπορείτε να το αναγνωρίσετε και στη ζωή σας, όταν λέτε "αχ, αν είχα κάνει αυτό την περασμένη εβδομάδα δεν θα είχε συμβεί το κακό". Είναι ένα γενικό ανθρώπινο πρόβλημα».

Οπως προσθέτει ωστόσο, πολλές φορές τα σημάδια είναι ανεπαίσθητα και ο εντοπισμός τους απαιτεί εξελιγμένα συστήματα παρακολούθησης. «Εμένα προσωπικά μου προκάλεσε κάποια έκπληξη το γεγονός, επειδή κάποια ηφαίστεια κάνουν μικρούς σεισμούς για πολύ μεγάλο διάστημα χωρίς να συμβαίνει τίποτε. Σε αυτή την περίπτωση ωστόσο συνέβη. Κάτι άλλο όμως που βλέπουμε συχνά είναι ένα συνεχές κούνημα του εδάφους, ένας τρόμος όπως λέμε, το οποίο είναι τόσο ανεπαίσθητο ώστε δεν το νιώθεις ούτε το βλέπεις στα όργανα, χρειάζονται εξελιγμένα προγράμματα για να το δεις στα δεδομένα. Θα ήταν λοιπόν ενδιαφέρον να δούμε αν συνέβη κάτι τέτοιο. Οπως θα ήταν ενδιαφέρον να μάθουμε πόσο παρακολουθούνταν το συγκεκριμένο ηφαίστειο. Στα επικίνδυνα ηφαίστεια υπάρχουν συνήθως πολλά όργανα, υπάρχουν επιστήμονες που τα παρακολουθούν συνεχώς και αυτόματα συστήματα που στέλνουν προειδοποιήσεις αν συμβεί κάτι ασυνήθιστο. Αν αυτό το ηφαίστειο δεν είχε ένα τέτοιο σύστημα, τότε βεβαίως εγείρεται το ερώτημα μήπως θα έπρεπε να τοποθετηθούν περισσότερα εξελιγμένα όργανα σε περισσότερα ηφαίστεια. Ισως αυτό πρέπει να μας αφυπνίσει. Ισως θα πρέπει να αρχίσουν να εκδίδονται και για τα ηφαίστεια ανακοινώσεις επικινδυνότητας με κόκκινη, πορτοκαλί και πράσινη ένδειξη, όπως γίνεται για τις χιονοστιβάδες».

Τη σημασία που έχει η σωστή παρακολούθηση ενός ηφαιστείου για την ασφάλειά μας επισημαίνει και ο Κωνσταντίνος Κυριακόπουλος, επίκουρος καθηγητής Ηφαιστειολογίας και Πετρολογίας στο Εθνικό Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών. «Σχετικά με την επικινδυνότητα πρέπει να γίνεται συστηματικά και διαχρονικά παρακολούθηση σε όλα τα ηφαίστεια, και ενόργανη, με την τοποθέτηση οργάνων ώστε να γίνονται μετρήσεις των αερίων φάσεων, να ελέγχονται η σεισμικότητα της περιοχής και τα ηφαιστειακά φαινόμενα που ενδεχομένως είναι θερμές πηγές σε διάφορα σημεία, όπως είναι στον ελλαδικό χώρο στις περιοχές της Σαντορίνης, στη Νίσυρο, κατά μήκος του ηφαιστειακού τόξου ως το Σουσάκι στην Κορινθία» λέει στο «Βήμα». «Υπάρχουν επίσης και τα δορυφορικά συστήματα με τα οποία παρακολουθείται η διόγκωση σε κάποια σημεία εδαφών. Υπάρχει η δυνατότητα να έχουμε στοιχεία ότι επίκειται κάποια έκρηξη - τουλάχιστον στα ηφαίστεια της Μεσογείου αυτό ελέγχεται όπως και στα μεγαλύτερα ηφαίστεια γύρω από τον Ειρηνικό Ωκεανό».

Ο έλεγχος αυτός ωστόσο κοστίζει και πολλές φορές δεν υπάρχει η δυνατότητα να επεκταθεί σε κάθε ηφαίστειο. Τι πρέπει να γνωρίζει ο επισκέπτης ώστε να προστατευθεί; Ενας βασικός κανόνας είναι να προσέχει τις επιγραφές που υπάρχουν γύρω του. «Πάντα πρέπει να υπάρχουν οδηγίες που κατευθύνουν τους τουρίστες και τους κατοίκους δείχνοντας τι επικινδυνότητα παρουσιάζει το ηφαίστειο και σε τι βαθμό» αναφέρει ο κ. Κυριακόπουλος. «Στη Νίσυρο, για παράδειγμα, ο κρατήρας Στέφανος βγάζει ατμίδες και νερό στους 100 βαθμούς και αν πατήσει κάποιος είναι σαν να πατάει σε βραστό νερό. Στο Σουσάκι αν εισπνεύσει το διοξείδιο του άνθρακα που υπάρχει σε υψηλή αναλογία είναι πάλι επικίνδυνο. Ολες αυτές οι οδηγίες συντάσσονται από ειδικούς επιστήμονες που παίρνουν στοιχεία και αυτοί από τις παρατηρήσεις».

ΤΟ ΒΗΜΑ science