Cinci lucruri explozive ne-a învățat despre Kilauea erupția din 2018

După un 2018 uimitor de volatil, vulcanul Kilauea din Hawaii, care a erupt continuu din 1983, pare să ia în sfârșit o pauză. După 35 de ani de activitate non-stop, nicio lavă nu curge în prezent din cel mai faimos vulcan al Insulei Mari.

Oamenii de știință au crezut că îl cunosc destul de bine pe Kilauea. Este unul dintre cei mai atent monitorizați vulcani din lume, cu instrumente care urmăresc fiecare mișcare a vulcanului de la începutul anilor 1900. Dar erupția din 2018 a reușit totuși să ofere surprize.

„Toată lumea mestecă toate datele grozave culese de la această erupție”, spune Christina Neal, om de știință la Observatorul Vulcanilor din Hawaii al US Geological Survey de pe Insula Mare. „Asta va continua ani și ani.” Neal a fost coautor al unui studiu publicat în 25 ianuarie Ştiinţă descriind unele dintre constatările inițiale.

Cel mai recent episod a început în mai anul trecut, când lava s-a scurs din craterul de vârf, curgând cu o viteză de 50 de metri pe zi. Roca topită a țâșnit prin tuneluri subterane și prin gurile de erupție liniare, sau fisuri, de-a lungul unei zone numite Zona inferioară a Riftului de Est. Până la încheierea erupției, în august, Kilauea distrusese peste 700 de case, acoperise 35,5 kilometri pătrați de teren și adăugase aproape 300 de hectare de teren de-a lungul coastei de sud-est a insulei.

În plus, peste 825 de milioane de metri cubi de pământ din zona din jurul craterului de vârf s-au prăbușit, adâncind caldera lui Kilauea. Acesta este material suficient pentru a umple aproximativ 300.000 de piscine de dimensiuni olimpice, a declarat Kyle Anderson, geofizician al USGS din Menlo Park, California, pe 11 decembrie, la Washington, DC, la o reuniune a Uniunii Geofizice Americane.

Odată cu prăbușirea masivă, Muzeul Jaggar care îmbrățișează stânci, muzeul și stația de cercetare populară din Parcul Național Vulcanii din Hawaii, a suferit daune și este închis pe termen nelimitat.

Nimeni nu știe ce urmează pentru vulcan, dar cinci descoperiri timpurii din cea mai recentă izbucnire a lui Kilauea, descrise mai jos, arată unele dintre impacturile distinctive ale Kilauea.

1. Lava foarte veche explică de ce unele fisuri erau extra explozive.

Pe 13 mai, lava a explodat dintr-o dată dintr-o nouă fisură de-a lungul zonei inferioare East Rift. „S-a auzit un zgomot foarte puternic, care a sunat ca niște lovituri de tun”, spune Christoph Kern, geochimist la Observatorul Vulcanului USGS Cascades din Vancouver, Washington. Kern lucra în zona rupturii în acel moment.

Blocuri de stâncă și cenușă au zburat sute de metri în aer. „Amintea de o zonă de război”, spune Kern. Un bărbat, care nu a evacuat din casa sa din apropiere, a suferit un picior spart după ce a fost lovit de roca topită aruncată din fisură.

Când lava s-a răcit suficient pentru ca cercetătorii să colecteze probe, oamenii de știință au fost șocați. Kilauea „a erupt o magmă așa cum nu am mai văzut până acum” în Hawaii, spune Cheryl Gansecki, vulcanolog la Universitatea din Hawaii din Hilo.

„Când am primit prima analiză înapoi, i-am spus studentului meu: „Ați făcut o greșeală; du-te și fă-o din nou’”, spune ea. Roca topită a fost andezit, care nu se găsește de obicei în Hawaii.

Insulele Hawaii sunt dominate de bazalt, o rocă vulcanică întunecată, bogată în fier și magneziu. Andezitul conține mai mult silice și bule de gaz decât bazalt. Acel gaz suplimentar face erupțiile mai explozive. Andezitul este în mod obișnuit ejectat din vulcani în regiunile în care plăcile tectonice alunecă una sub cealaltă, cum ar fi în Anzi din Chile sau Cascade din nord-vestul Pacificului. Hawaii, totuși, nu este aproape de granița unei plăci tectonice; vulcanii săi sunt alimentați de un „punct fierbinte”, un penaj de magmă care se ridică din interiorul Pământului.

Andezitul era, de asemenea, mult mai vechi decât lava a erupt din fisurile din apropiere, spune Gansecki. Ea bănuiește că andezitul ar fi putut evolua din magma bazaltică care a fost prinsă sub pământ în timpul unei erupții anterioare sau din rocă topită foarte adâncă care s-a strecurat treptat spre suprafața Pământului în timp. Când magma bazaltică se gătește sub suprafața Pământului pentru o lungă perioadă de timp, unele cristale se pot solidifica încet și se pot depune din lichid, schimbând chimia generală a rocii.

„Știam că aceste magme stăteau puțin și apoi erau împinse la suprafață”, dar a vedea un tip de lavă cu minerale care s-a schimbat pe insulă a fost o premieră, spune Gansecki. Fiind conștienți de faptul că există aceste pungi de magmă mai veche, bogate în gaze, îi va ajuta pe oamenii de știință să se pregătească mai bine pentru potențialul erupțiilor explozive de la Kilauea.

2. Lava a călătorit departe și repede.

Erupția din 2018 a îndepărtat straturile Pământului pentru a dezvălui că sistemul sanitar Kilauea – de la craterul summit până la 24 de fisuri active – este foarte clar conectat, spune geofizicianul Ingrid Johanson de la Observatorul Vulcanului din Hawaii USGS.

Oamenii de știință au urmărit activitatea vulcanului în detalii deosebite. La câteva minute de la prăbușirea vârfului, înclinatoarele, care măsoară mici deplasări verticale pe suprafața Pământului, au înregistrat impulsuri de presiune de-a lungul zonei Rift de Est. În câteva ore, oamenii de știință au văzut niveluri crescute de lavă care țâșneau din fisurile aflate la mai mult de 40 de kilometri de vârf.

Curge departe

Pe Insula Mare din Hawaii, caldera lui Kilauea, drenată de lacul său de lavă la începutul lunii mai, a provocat luni de erupții la o distanță de până la 40 de kilometri, de-a lungul unui sistem de fisuri în partea de sud-est a insulei. Lava a adăugat aproape 300 de hectare de teren (gri închis) de-a lungul coastei de sud-est.

Vulcanologii care au asistat la prăbușiri la summit au putut să-i avertizeze pe colegii care inspectau fluxurile de lavă de-a lungul zonei inferioare a Riftului de Est. „Geologii de teren le-ar fi spus: „Fii de gardă în câteva ore; credem că va fi un puls”, spune Johanson.

Creșterile curgerii de lavă pot face ca un râu de rocă topită să se reverse peste părțile laterale ale canalului unei fisuri – un pericol pentru geologii care lucrează în apropierea fisurilor. Din fericire, niciun cercetător nu a fost rănit de aceste revărsări.

3. Caldera s-a prăbușit în etape.

Această activitate cea mai recentă le-a oferit oamenilor de știință o șansă rară de a studia prăbușirea unei caldere. Doar alte șapte prăbușiri de calderă au fost observate în întreaga lume din 1900 – și niciodată cu acest nivel de detaliu, spune Anderson. În 2014, de exemplu, vulcanul Bárðarbunga din Islanda a experimentat o prăbușire similară a caldeii „în stil piston”, în care un bloc mare de pământ se scufundă în camera de magmă a unui vulcan de dedesubt. Dar acel colaps de la distanță a fost ascuns de zăpadă și gheață, ceea ce făcea dificil de monitorizat.

În mod surprinzător, 62 de prăbușiri mici au zguduit Kilauea de la jumătatea lunii mai până la sfârșitul lunii august, mai degrabă decât una singură, mare. Fiecare prăbușire a provocat peste 700 de cutremure și a făcut ca podeaua craterului să se scufunde și mai mult, împingând pământul înconjurător afară și în sus. Până la sfârșit, centrul vulcanului era cu peste 500 de metri mai jos decât atunci când a început – mai mult decât înălțimea Empire State Building.

Prăbușirile păreau să aibă loc la intervale regulate – aproximativ la fiecare 25 până la 35 de ore, spune Kern. Acesta a fost timpul necesar pentru ca presiunea suficientă să se formeze în interiorul camerei de magmă, moment în care gazul a scăpat prin fisurile din jurul craterului de vârf, trimițând rocă și cenușă în aer. Odată cu eliberarea presiunii, caldera s-a scufundat și mai mult.

4. Microbii s-au mutat rapid.

Acolo unde erupția s-a scurs în ocean, viața marină a încolțit de-a lungul fluxurilor de lavă nou depuse, surprinzător de rapid. Folosind un vehicul operat de la distanță pentru a explora fundul mării, cercetătorii au descoperit în septembrie microbi galben strălucitor, potențial oxidanți ai fierului, în zone cu activitate hidrotermală la aproximativ 650 de metri adâncime, chiar în larg.

„M-am întrebat dacă suntem în locul potrivit”, spune geologul Chris German de la Woods Hole Oceanographic Institution din Massachusetts. „Dar am putut vedea pereții proaspeți de lavă încă aburind pe țărm.” Trecuseră doar 100 de zile de când lava a intrat prima dată în apă. „Am fost într-adevăr în locul potrivit și fusese colonizat”, spune el. German și colegii lor încearcă acum să identifice speciile de microbi.

Studierea acestor noi ecosisteme poate ajuta la explicarea modului în care s-ar putea forma viața în medii hidrotermale din alte părți ale sistemului solar, cum ar fi luna lui Saturn Enceladus (SN: 13.5.17, str. 6). Pe Pământ, activitatea hidrotermală este obișnuită acolo unde plăcile tectonice se întâlnesc – nu este un analog bun pentru lumile extraterestre, care par să nu aibă tectonica plăcilor. Dar alte lumi pot fi active din punct de vedere vulcanic, spune German. Observarea sistemelor hidrotermale alimentate de Kilauea și alți vulcani care nu se află de-a lungul granițelor tectonice ar putea dezvălui multe despre condițiile altor corpuri cerești.

5. Nivelurile de dioxid de sulf au trecut prin acoperiș.

În 2018, Kilauea a eructat unele dintre cele mai ridicate niveluri de dioxid de sulf măsurate vreodată la vulcan. Insula a fost inundată de niveluri atât de ridicate de gaz, încât Apărarea Civilă a județului Hawaii a emis avertismente de calitate a aerului la nivelul întregii insule.

Aceste niveluri ridicate sunt „ceva pe care nu îl vedem adesea”, spune Kern. Smogul vulcanic, numit și vog, este un amestec gazos compus în principal din vapori de apă, dioxid de sulf și dioxid de carbon. Unul dintre multele pericole asociate cu erupțiile vulcanice, emisia de dioxid de sulf poate irita pielea și ochii și, dacă este inhalată, poate sufoca căile respiratorii (SN: 7/7/18, str. 32).

În unele cazuri, au fost eliberate până la 100 până la 200 de kilotone de gaz pe zi. Înainte de intensificarea activității, Kilauea a emis aproximativ cinci kilotone de dioxid de sulf zilnic, mai ales prin lacul de lavă al craterului din vârf.

Acum, Kilauea pare să fie într-o pauză. Produce mult mai puțin dioxid de sulf, aproximativ 35 de tone pe zi, iar activitatea seismică a scăzut. Nu a existat prea multă mișcare de teren, cu excepția umflăturilor în jurul orificiului de aerisire Puu Oo din Zona Riftului de Est, ceea ce indică faptul că magma s-ar putea târî în continuare adânc dedesubt. Nimeni nu se așteaptă ca vulcanul să rămână liniștit pentru totdeauna, spune Neal. „Suntem în această pauză și pur și simplu nu știm ce se va întâmpla în continuare.”