Oταν ξυπνούν τα ηφαίστεια

Φωτιά και λάβα. Αυτό όλη την προηγούμενη εβδομάδα δεν ήταν κάποιος πρωτοσέλιδος τίτλος αθλητικής εφημερίδας, ούτε πολυφορεμένο διαφημιστικό μιας νέας σειράς. Είχαν γεμίσει με φωτιά και λάβα στην πραγματικότητα οι οθόνες σε υπολογιστές και τηλεοράσεις. Εικόνες συγκλονιστικές που μας έρχονταν από τη μακρινή Χαβάη. Στις 3 Μαΐου η ως τότε σχετικά ήπια ηφαιστειακή δραστηριότητα είχε βίαιη συνέχεια. Ηδη από την επόμενη ημέρα ένας σεισμός μεγέθους 6,9 ρίχτερ και η εκτόξευση λάβας σε 30 μέτρα ύψος προανήγγειλαν το τι θα βλέπαμε, χωρίς διάλειμμα, για πολλά ακόμα εικοσιτετράωρα. Αν καθίσεις να δεις τις φωτογραφίες ενός φυσικού φαινομένου όπως αυτό στη Χαβάη μαζί με κάποιον που είναι γνώστης του θέματος, τα μάτια σου προσαρμόζονται και θα αρχίσουν να βλέπουν στις ίδιες φωτογραφίες πολύ περισσότερα στοιχεία. Είχα ακριβώς την τύχη να δω τις εικόνες από τα όσα έγιναν ως τώρα, στο μεγαλύτερο από τα νησιά της Χαβάης, με τον καθηγητή Σεισμολογίας κ. Π. Παπαδημητρίου, τον καθηγητή Ηφαιστειολογίας κ. Κωνσταντίνο Κυριακόπουλο και τον διδάκτορα Σεισμολογίας κ. Ανδρέα Καρακωνσταντή που διδάσκουν στο Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του Πανεπιστημίου Αθηνών.

Η ερευνητική ομάδα παρακολουθεί με αδιάπτωτο ενδιαφέρον την εξέλιξη του φαινομένου και τις υπόγειες διεργασίες εξέλιξής του, συλλέγοντας πληθώρα σεισμολογικών, γεωφυσικών και γεωχημικών δεδομένων. Από την ανάλυση αυτών προκύπτουν ακόμα και για τον μη εξειδικευμένο αναγνώστη πολύ ενδιαφέρουσες ενδείξεις για τη συμπεριφορά του μάγματος στο εσωτερικό της Γης, κάνοντας ορατά τα πρόδρομα σημάδια ενός επικείμενου γεγονότος.

Ο κ. Κυριακόπουλος είπε στο ΒΗΜΑ-Science: «Η κατανόηση των ηφαιστείων και του μηχανισμού δράσης τους είναι ιδιαίτερης σημασίας όχι μόνο για την καλύτερη χαρτογράφηση της εξέλιξης του πλανήτη μας αλλά και για την επικινδυνότητα που τα χαρακτηρίζει. Τα ηφαίστεια με τη δυναμική των εκρήξεων και το είδος των υλικών που εκτινάσσονται μας δίνουν πληροφορίες για την κατάσταση που επικρατεί στο εσωτερικό της Γης. Αν και έμμεσος, είναι πάντως ένας πραγματικός τρόπος να παρατηρήσουμε τις γεωδυναμικές ανακατατάξεις που πραγματοποιούνται σε μεγάλο βάθος στη Γη ξεφεύγοντας από την άμεση παρατήρησή μας».

Ο φλοιός της Γης, αν και έχει ένα πάχος που μπορεί να φθάσει και τα 80 χιλιόμετρα, δεν είναι εντελώς στεγανός. Το αντίθετο. Είναι εύθραυστος και ήδη έχει διαρραγεί σε 13 μεγάλα κομμάτια, που ονομάζονται τεκτονικές λιθοσφαιρικές πλάκες. Αυτές συνθέτουν την επιφάνεια του πλανήτη μας. Η συμπεριφορά των ηφαιστείων ελέγχεται από την παγκόσμια γεωμετρία των λιθοσφαιρικών πλακών, διότι όπως φαίνεται στους ειδικούς χάρτες τα ηφαίστεια κατανέμονται σε συγκεκριμένες περιοχές, όπου συναντάει η μία την άλλη.

Η πρώτη ίσως ερώτηση που έρχεται στο μυαλό είναι για το πώς προήλθαν τα ηφαίστεια στην περιοχή του Κεντρικού Ειρηνικού, σε μια περιοχή σαν αυτή του νησιωτικού συμπλέγματος της Χαβάης.

Η γένεση των ηφαιστείων λοιπόν στον Κεντρικό Ειρηνικό, εκεί που σήμερα βρίσκεται το Kilauea, όπως μου δείχνει ο κ. Παπαδημητρίου σε σχετικό γράφημα, οφείλεται στην ύπαρξη ενός μανδυακού μανιταριού, μιας θερμής κηλίδας (hot spot) που προέρχεται από τα βαθύτερα τμήματα του εσωτερικού της Γης, στο όριο μανδύα – πυρήνα. Αυτό το θερμό σημείο οδήγησε στην παραμόρφωση του ανώτερου φλοιού και στην έξοδο μάγματος. Κυρίως όμως προσπαθεί να μου μεταδώσει το πώς με την πάροδο του χρόνου, σε διαστήματα ορισμένων εκατομμυρίων έως και χιλιάδων ετών, καθώς η λιθοσφαιρική πλάκα μετακινείται προς μια κατεύθυνση σαν να ήταν μια κινούμενη ταινία παραγωγής, οι αντίστοιχες εκρήξεις με την εκτίναξη του μάγματος δημιουργούν και από ένα νέο ηφαίστειο στην περιοχή.

Το Kilauea κατατάσσεται στα ασπιδωτά ή ασπιδόμορφα ηφαίστεια (shield volcanos) λόγω της εμφάνισής του. Βρίσκεται στην ανατολική πλαγιά του κεντρικού ηφαιστείου Mauna Loa της Μεγάλης Νήσου, του μεγαλύτερου νησιού της Πολιτείας της Χαβάης, και θεωρείται πως βρίσκεται στο στάδιο ανάπτυξης της ασπιδωτής μορφής του.

«Κατ’ αρχάς» λέει ο κ. Παπαδημητρίου « θα πρέπει να επισημάνουμε ότι ως Πολιτεία η Χαβάη φαίνεται πως διέθετε άρτιο εξοπλισμό, ο οποίος μεταξύ άλλων περιλαμβάνει πυκνό δίκτυο σεισμολογικών σταθμών με δυνατότητα καταγραφής έως και πάρα πολύ μικρών σεισμών, μη αντιληπτών από τον άνθρωπο. Επίσης πρότυπο δίκτυο GPS για τη μελέτη της παραμόρφωσης του εδάφους μέσω μικρών μετακινήσεων, καθώς και την παρακολούθηση των αλλαγών στη χημική σύσταση και στη θερμοκρασία των αερίων που εκλύονται γύρω από κάθε ηφαιστειακό κέντρο της Χαβάης (Mauna Loa, Mauna Kea, Hualalai, Kohala, Kilauea). Πιο συγκεκριμένα, γύρω από το ηφαίστειο Kilauea, σε μια περιοχή έκτασης 50×50 τετραγωνικών χιλιομέτρων, έχουν εγκατασταθεί 44 σεισμολογικοί σταθμοί. Η παρουσία τόσο πολλών σταθμών είναι άκρως απαραίτητη για ένα τέτοιο εγχείρημα, καθώς γίνεται ακριβής προσδιορισμός της θέσης των υποκέντρων των σεισμών πολύ μικρού μεγέθους (ακόμα και μικρότερων από 1 ρίχτερ!), όπου στην περίπτωση ενός ηφαιστείου καταδεικνύει την πορεία που θα ακολουθήσει το μάγμα μέχρι την επιφάνεια».

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι τα ηφαίστεια δεν εκρήγνυνται από την ίδια θέση κατά τη διάρκεια της ζωής τους. Και εδώ έχει μεγάλη συνεισφορά η Σεισμολογία, χαρτογραφώντας τις μικροαλλαγές και μικροκινήσεις της ροής του μάγματος μέσα στον φλοιό. Στη Νότια Χαβάη, γύρω από το ηφαιστειακό κέντρο του Kilauea, λόγω του πυκνού σεισμολογικού δικτύου έγινε δυνατή η καταγραφή της απότομης αύξησης της ημερήσιας μικροσεισμικής δραστηριότητας μεταξύ της 30ής Απριλίου και της 1ης Μαΐου. Ηταν και ο κυριότερος παράγοντας ώστε να χτυπήσει συναγερμός σε αυτό το στάδιο. Επιπλέον καταγράφηκε μετανάστευση των σεισμικών υποκέντρων από τον κρατήρα του Pu’u ‘O’o, μετά την υποχώρηση της λάβας που τον γέμιζε. Η κατακρήμνιση μέρους των τοιχωμάτων του κρατήρα κατά τις 10 π.μ. (τοπική ώρα) τη Δευτέρα 30 Απριλίου, σε συνδυασμό με τη μετανάστευση των υποκέντρων, υπέδειξε τη διαδρομή που θα ακολουθούσε το μάγμα και ποιες περιοχές ήταν σε μεγαλύτερο κίνδυνο. Αυτό, κατά τον συνομιλητή μου, είναι μια επιστημονική επιτυχία. Να καταφέρεις δηλαδή να ανιχνεύσεις την κατεύθυνση της υπόγειας και επομένως αόρατης ροής του μάγματος και να μπορέσεις έτσι να ειδοποιήσεις εγκαίρως τους κατοίκους που ζουν στην επιφάνεια της συγκεκριμένης περιοχής.

Μετά την υποχώρηση του μάγματος και της κατακρήμνισης ενός τμήματος του κρατήρα Pu’u ‘O’o, μια σχισμή μήκους 1 χλμ. εντοπίστηκε στα δυτικά του. Η ατμιδική δραστηριότητα κατά μήκος αυτής της σχισμής οφείλεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ της υποχωρούσας ποσότητας μάγματος (λάβα) και του υδροφόρου ορίζοντα στο κομμάτι αυτό της Χαβάης.Μάλιστα, τις αμέσως επόμενες ώρες (2.5.2018) παρατηρήθηκαν επιφανειακές ρωγμές στην περιοχή Leilani Estates, μια περιοχή κατοικήσιμη και κοντά σε τουριστικά θέρετρα.

Και έρχεται ο ισχυρός σεισμός των 6,9 ρίχτερ στις 4.5.2018 και το ερώτημα είναι πόσο μπορεί να έχει επιδράσει στην ήδη επιβαρυμένη κατάσταση. Η απάντηση είναι βέβαια: Αρκετά.

Αυτός ο σεισμός δεν ήταν ένας τεκτονικός σεισμός, όπως η συντριπτική πλειονότητα των σεισμών που λαμβάνουν χώρα κατά μήκος μεγάλων ρηγμάτων του Ειρηνικού Ωκεανού. Αυτός ήταν ηφαιστειακής προέλευσης, όπως προέκυψε από την ανάλυση των δεδομένων του τοπικού σεισμολογικού δικτύου της Χαβάης που η επεξεργασία τους έγινε στο Εργαστήριο Σεισμολογίας του Πανεπιστημίου των Αθηνών. Αυτός ο σεισμός προκάλεσε κατολισθήσεις και κατακρήμνιση ενός ακόμα τμήματος του κρατήρα Pu’u ‘O’o. Μια στήλη ατμού παρήχθη από το κατακρημνισμένο ηφαιστειακό υλικό στα ενδότερα του κρατήρα και μεταφέρθηκε με τη βοήθεια του ανέμου προς τα νοτιοδυτικά. Για μικρό χρονικό διάστημα εκδόθηκε προειδοποίηση για τα διερχόμενα αεροπλάνα και ελικόπτερα από το τοπικό Ινστιτούτο και την Υπηρεσία Πολιτικής Προστασίας της Χαβάης, όμως τίποτε το ανησυχητικό δεν ακολούθησε για τη διατάραξη των σχεδίων πτήσεων στην περιοχή.

Και οι δύο σεισμοί ήταν ηφαιστειακής προέλευσης. Και έχουμε τους λεγόμενους ηφαιστειακούς σεισμούς όταν το μάγμα ανεβαίνει και «ψάχνει» διεξόδους. Οπως μου εξηγεί ο κ. Καρακωνσταντής: «Ο ηφαιστειακός σεισμός ξεχωρίζει από τον αντίστοιχο τεκτονικό που δημιουργείται όταν έχουμε ολίσθηση μεταξύ των δύο επιφανειών σε ένα ρήγμα παράγοντας σεισμικά κύματα με υψηλές συχνότητες. Σε έναν ηφαιστειακό σεισμό το μάγμα ανοίγει δρόμο, μέσω μικρορωγμών, διοχετεύει μαγματικά ρευστά, με αποτέλεσμα η τριβή να είναι μικρότερη, άρα και οι συχνότητες σε αυτή την περίπτωση είναι πιο χαμηλές». Εδώ η άνοδος του μάγματος στα επιφανειακά τμήματα του φλοιού οδήγησε στη μείωση του συντελεστή τριβής κατά μήκος της επιφάνειας αποκόλλησης ενός τμήματος της Χαβάης, οδηγώντας σε μια κίνηση προς Νότο, όπως άλλωστε δείχνουν και οι κινήσεις από τα GPS, κατά 2,5 μέτρα προς τα νότια-νοτιοανατολικά. Με πιο απλά λόγια, είναι σαν αυτά τα ρευστά, μαγματικής προέλευσης, να «λείαναν» αυτή την επιφάνεια, με αποτέλεσμα ένα τμήμα της Νότιας-Νοτιοανατολικής Χαβάης να ολισθήσει απότομα προς τη θάλασσα, παράγοντας έτσι σεισμούς ανάλογων μεγεθών.

Εκτός από τις εκτεταμένες ζημιές και επιφανειακές ρωγμές στο έδαφος, το μάγμα συμπεριφέρεται όπως ένα υγρό υπό πίεση, σε έναν χώρο. Βρίσκει πάντα δίοδο για να φθάσει στην επιφάνεια. Εδώ το αποτέλεσμα ήταν να έχει κοπεί η παροχή νερού σε πολλές περιοχές στα νοτιοανατολικά του νησιού της Χαβάης. Η περιοχή έχει εκκενωθεί, γιατί εκτός από τη λάβα αναβλύζουν δηλητηριώδη αέρια, όπως το διοξείδιο του θείου, τα οποία σε καμία περίπτωση δεν πρέπει να εισπνέονται. Παρατηρήθηκαν 12 ρωγμές κατά μήκος της μεγάλης ρηξιγενούς ζώνης της Ανατολικής Τάφρου (9.5.2018), από όπου αναβλύζει λάβα, ενώ το κύριο μέρος της επαρχιακής οδού προς τις περιοχές στα νότια-νοτιοανατολικά του νησιού έκλεισαν λόγω της εκροής μεγάλης ποσότητας λάβας.

Καλή ερώτηση. Οπως λέει λοιπόν ο κ. Κυριακόπουλος: «Τα εδάφη γύρω από τα ηφαίστεια είναι πλούσια σε ορυκτά υλικά και πετρώματα ωφέλιμα για τα καλλιεργούμενα φυτά, ενώ ο περλίτης, ένα κρυσταλλικό υλικό, είναι ένα χρήσιμο και οικολογικό οικοδομικό υλικό. Επίσης έχει αποδειχθεί ότι η κίσσηρη (ελαφρόπετρα), επειδή είναι ένα τόσο πορώδες υλικό, βοηθάει πολύ στην καλή διοχέτευση της υγρασίας στις ρίζες του φυτού. Επίσης ο άνθρωπος έχει εκμεταλλευθεί τη θερμότητα των ηφαιστείων σε πολλά μέρη της Γης για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια και τις θερμομεταλλικές πηγές για την ίαση δερματικών παθήσεων».

Ας μην ξεχνάμε και ότι τα ηφαίστεια είναι ένα φυσικό φαινόμενο που δημιουργεί έδαφος, όπως ορισμένα νησιά, και το έδαφος αυτό είναι εύφορο και μπορεί να καλλιεργηθεί από τους ντόπιους πληθυσμούς. Γενικά, τα ηφαίστεια είναι ένα σπουδαίο και στην Ελλάδα υποτιμημένο υπαίθριο εργαστήριο εκπαίδευσης και έρευνας για το καλό του ανθρώπου.

Και πάντοτε η συζήτηση, μετά την όποια περιπλάνηση στα μήκη και πλάτη της Γης, επιστρέφει στη δική μας γη. Μην ξεχνάμε ότι στο δικό μας ηφαιστειακό τόξο έχουμε ηφαίστεια σε Σουσάκι, Μέθανα, Μήλο, Σαντορίνη, Κω και Νίσυρο. Ωστόσο οι ειδικοί επιστήμονες, όταν είναι σοβαροί, δεν σου λένε έτσι, με ελαφρότητα, ότι «ναι, κάτι περιμένουμε αλλά το κρατάμε για τον εαυτό μας». Ούτε on ούτε off the record. Αυτό που τους λείπει για να μπορούν να μιλήσουν είναι οι μετρήσεις σε κοντινό πεδίο.

Στην ερώτηση τι εφόδια χρειάζεται η επιστημονική κοινότητα για την εξαγωγή των κατάλληλων συμπερασμάτων ώστε η Πολιτεία να καταρτίσει στη συνέχεια αποτελεσματικά σχέδια εκτάκτου ανάγκης ο κ. Παπαδημητρίου είναι πολύ προσεκτικός στην απάντησή του: «Σε γενικά πλαίσια θα πρέπει να στοχεύσουμε στη σχεδίαση και εγκατάσταση πυκνών πολυπαραμετρικών τοπικών δικτύων. Αυτό σημαίνει ότι έτσι θα λαμβάνονται υπόψη οι σεισμολογικές, γεωχημικές, γεωλογικές και γεωφυσικές παράμετροι που συνδέονται με τη δράση ενός ηφαιστείου. Οι κινήσεις του μάγματος κάτω από ένα ηφαίστειο είναι τόσο μικρές και απότομες που η παραμικρή αλλαγή στις γεωφυσικές και γεωχημικές παραμέτρους έχει τεράστια σημασία. Η εγκατάσταση και λειτουργία ενός πυκνού τοπικού σεισμολογικού δικτύου, όπως αυτό της Χαβάης, είναι ζωτικής σημασίας για την παρακολούθηση τέτοιων αλλαγών και την εξαγωγή συμπερασμάτων που θα συμβάλουν στην έγκαιρη και έγκυρη πληροφόρηση της Πολιτείας».

Για να μην τρέχουμε πανικόβλητοι αφού πια το κακό θα έχει γίνει.

Γνωριμία με τον χώρο του δράματος

Το όνομα Χαβάη έχει δοθεί στο νησιωτικό σύμπλεγμα που βρίσκεται στο κέντρο του Ειρηνικού Ωκεανού, στο βορειότερο άκρο ενός άλλου, πολύ μεγαλύτερου συνόλου νησιών που είναι γνωστά ως Πολυνησία. Το αποτελούν πολλά μικρά νησιά, ενώ οκτώ ξεχωρίζουν για το μέγεθός τους. Από αυτά το μεγαλύτερο ονομάζεται Νησί της Χαβάης ή και Μεγάλο Νησί. Σε αυτό ακριβώς, στην τοποθεσία Kilauea (σημαίνοντας στην τοπική διάλεκτο «αυτός που ξερνάει» ή «ο μεγάλος διασκορπισμός») είχαμε τις μεγάλες εκρήξεις από την 3η Μαΐου έως τώρα.

Μικρά «ηφαιστειακά» μυστικά

l Κάθε ημέρα περίπου 50 ενεργά ηφαίστεια εκρήγνυνται σε διάφορες περιοχές του πλανήτη μας.

l Η ποσότητα της λάβας που εκχύνεται στην επιφάνεια της Γης υπολογίζεται ότι ισοδυναμεί σε όγκο με ένα παραλληλεπίπεδο που η βάση του είναι 70 χλμ. Χ 70 χλμ. και το ύψος του 100 μ.

l Οι εκρήξεις αυτές δεν γίνονται τυχαία αλλά ακολουθούν ορισμένους φυσικούς κανόνες που σχετίζονται άμεσα με το γεωδυναμικό καθεστώς και τα ηφαιστειολογικά χαρακτηριστικά κάθε περιοχής.

l Σήμερα είναι γνωστά με κάθε λεπτομέρεια, σε παγκόσμια κλίμακα, περισσότερα από 700 ενεργά ηφαίστεια ή που έχουν υπάρξει ενεργά κατά τους ιστορικούς χρόνους.

l Μάγμα είναι το μείγμα από στερεά, από ρευστά υλικά και διάφορες διαλυμένες αέριες φάσεις, όπως υδρατμοί, διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του θείου, προτού αυτά φθάσουν στην επιφάνεια της Γης.

l Το μαγματικό υλικό όταν στερεοποιείται σε συμπαγές πέτρωμα ονομάζεται λάβα.

l Τα ηφαίστεια σχηματίζονται όταν το μάγμα εκχύνεται από το εσωτερικό της Γης στην επιφάνεια, διά μέσου μιας φυσικής διόδου, είτε σε ηπειρωτικό είτε σε θαλάσσιο περιβάλλον.

l Οι κύριοι επακόλουθοι κίνδυνοι από μια έκρηξη σαν αυτή της Χαβάης είναι: ροή λάβας, φωτιά στις δασικές εκτάσεις που συνορεύουν με τα ηφαιστειακά κέντρα και τις σχισμές από όπου αναβλύζει το υλικό (λάβα, θερμά αέρια), ροές πυρακτωμένης λάβας, οι οποίες είναι αρκετά συνηθισμένες και παράγουν υδροχλωρικό οξύ καθώς έρχονται σε επαφή με το θαλάσσιο αλμυρό νερό (αφού περιέχει χλωριούχο νάτριο), αναθυμιάσεις με διοξείδιο του θείου, εκρήξεις μεθανίου, σεισμοί, ρύπανση της ατμόσφαιρας από δηλητηριώδη αέρια, όπως το διοξείδιο του θείου (και κάποια είναι και άοσμα, άρα πολύ πιο επικίνδυνα), που εκλύονται κατά την έκρηξη.