Vulcanul îndelung adormit Mauna Kea a mormăit în liniște de zeci de ani

Vulcanul Mauna Kea, inactiv de multă vreme, din Hawaii, bubuie liniștit și regulat de zeci de ani, dar nu este nevoie de alarmă.

Cutremurele minuscule nu sunt semne ale tulburărilor vulcanului și sunt mai probabil legate de gazele care barbotează dintr-un bazin de magmă care se răcește lent, adânc sub pământ, raportează cercetătorii în 15 mai. Ştiinţă.

Din 1999, raportează echipa, pământul de sub Mauna Kea a tremurat periodic, la intervale de timp care variază de la aproximativ la fiecare șapte până la 12 minute. Sursa micilor cutremure, fiecare cu magnitudinea nu mai mare de aproximativ 1,5 grade, se află la aproximativ 25 de kilometri adâncime chiar la baza scoarței terestre.

Este „unul dintre cele mai ciudate semnale seismice pe care le-am văzut vreodată”, spune Aaron Wech, un vulcanolog la Observatorul Vulcanilor Alaska al US Geological Survey din Anchorage.

Ritmul de lungă durată, extrem de periodic, al cutremurelor lui Mauna Kea este neobișnuit. Dar cutremure mici, adânci și lente sunt un tip familiar de seismicitate asociat cu vulcanii, spune John Vidale, seismolog la Universitatea din California de Sud din Los Angeles, care nu a fost implicat în studiu. „Mulți vulcani au acest tip de semnal”, spune el, cunoscute sub numele de cutremure profunde de lungă durată, cum ar fi cele din Arcul Aleutian din Alaska sau Munții Cascade din nord-vestul Pacificului.

Ceea ce cauzează aceste cutremure profunde de lungă durată, sau DLP-uri, rămâne un mister. Au fost observate la adâncimi de până la 10 kilometri și până la 60 de kilometri. Oamenii de știință au crezut în general că DLP-urile sunt legate într-un fel de mișcarea magmei în instalațiile complicate ale unui vulcan. Uneori, asta prevestește o erupție: erupția devastatoare a Muntelui Pinatubo din Filipine din 1991 a fost precedată de sute de impulsuri de DLP în săptămânile precedente (SN: 29/07/11).

Dar, de cele mai multe ori, DLP-urile nu par să prezinte deloc o erupție. Oamenii de știință au sugerat că, în cazurile fără erupții, micile cutremure pot fi legate de stresul și tensiunea cauzate de magma fierbinte care își împinge drumul în fracturile de rocă și apoi se răcește și se contractă. Dacă este adevărat, DLP-urile ar putea fi gemetele rocilor care se sparg din cauza încordării.

Dar Wech și colegii sugerează că se întâmplă altceva sub Mauna Kea. În primul rând, având în vedere repausul îndelungat al lui Mauna Kea și absența oricăror alte semne de erupție iminentă, cum ar fi umflarea flancurilor vulcanului, creșterea magmei înaintea unei erupții părea puțin probabilă.

În schimb, sugerează echipa, cutremurele ar putea fi legate de gazele emise de un bazin de magmă care se răcește adânc în subteran. Pe măsură ce gazele pleacă, un proces numit „a doua fierbere”, ele se infiltrează în fracturi în roca din jur, presurând-o. Pe măsură ce gazele se acumulează, presiunea crește până când piatra dă un zvâcnire și apoi rămâne în repaus până când presiunea se ridică din nou.

Descoperirea DLP-urilor sub Mauna Kea a fost „doar un accident”, spune Wech. În 2013, el a folosit un algoritm pentru a cerceta cu pore numeroase semnale seismice care vin de sub cel mai activ vulcan al insulei, Kilauea, care erupe mai mult sau mai puțin continuu din 1983 (SN: 5/8/18).

„Am decis să aplicăm această tehnică pe toată insula, pentru că de ce nu? Și apoi am început să vedem astea [signals] sub Mauna Kea – ceea ce în sine era ciudat”, spune Wech. Asta pentru că Mauna Kea, unul dintre cei cinci vulcani care împart imobile pe Insula Mare din Hawaii, a fost liniștit de foarte mult timp. Ultima sa erupție cunoscută a avut loc acum aproximativ 4.500 de ani.

Wech a crezut inițial că acele semnale sunt pe termen scurt. Dar în 2016, s-a întâmplat să se uite din nou la zgomotele seismice ale lui Mauna Kea. Încă mai continuau, și încă ciudat de periodice. În cele din urmă, echipa sa a urmărit semnalele până la cele mai vechi date disponibile, din 1999, și a identificat peste un milion de DLP-uri din 1999 până în 2018.

După ce au identificat originea semnalelor la locul adânc de sub Mauna Kea, cercetătorii au comparat acea locație cu undele seismice care trecuseră prin regiune. Acele valuri aveau tendința de a încetini în regiune, adesea un semn de fluide. Acest lucru a sugerat că un proces legat de bazinul de magmă, mai degrabă decât faliile în mișcare, a fost originea probabilă a cutremurelor.

Deoarece semnalele au fost atât de consistente atât de mult timp, spune Wech, el și colegii săi au bănuit că magma în mișcare nu a fost declanșatorul. În schimb, scriu ei în studiu, o „alternativă atractivă” este exodul de gaze din acel bazin de magmă blocată, care se răcește lent, presurând în mod repetat fracturile de rocă de sub Mauna Kea – din nou și din nou, la fiecare șapte până la 12 minute sau cam așa ceva.

„Când vezi o seismicitate profundă, există o tentație de a presupune că este un semn de neliniște”, spune Wech. „Aceste semnale pot însemna încă ascensiunea magmei, dar ideea aici este că nu trebuie să fie prima ta interpretare.”

Vidale spune că găsește rezultatele intrigante și plauzibile. „Nu cred că este o dovadă, dar este o dovadă bună”, spune el. „Ei identifică ceva care este în mod clar un proces în desfășurare care se întâmplă de ani de zile la intervale regulate.” Alte DLP-uri, notează el, tind să fie neregulate sau să vină în grupuri.

Este greu de spus dacă a doua fierbere ar putea fi în joc la alți vulcani care reverberează cu DLP-uri. „Probabil că există mai multe mecanisme implicate”, spune Vidale.

Crearea unei evaluări universale pentru vulcani s-a dovedit dificilă; fiecare vulcan are propria sa personalitate, propriile sale funcții interioare. „Există o mișcare de cuantificare a datelor de la vulcanii din întreaga lume”, pentru a încerca să vină cu categorii și clasificări generale, pentru a înțelege și a anticipa mai bine erupțiile, adaugă Vidale. „Dar este încă un pic o artă neagră.”