Τα ηφαίστεια, η ιστορία και η δράση τους
Μέρος 1ο

Άρθρο, Οκτώβριος 2003

Ενώ οι σεισμοί και οι τυφώνες μοιάζουν συχνά να είναι οι πιο καταστρεπτικοί τύποι φυσικών καταστροφών, τα ηφαίστεια μπορούν να έχουν περισσότερα εκτεταμένα αποτελέσματα από το καθένα. Όπως η έκρηξη του ηφαιστείου των Φιλιππίνων Pinatubo, το 1991, που έδειξε ότι ένα ηφαίστειο μπορεί να δημιουργήσει ένα τεράστιο νέφος θειικού οξέος, το οποίο να περικυκλώνει ολόκληρο τον πλανήτη.

Στα περισσότερα μέρη του κόσμου, όπου γίνονται σεισμοί, υπάρχουν και ενεργά ηφαίστεια. Γι' αυτό τα 450 ενεργά ηφαίστεια που ξέρουμε στη στεριά και καμιά 80 κάτω από τη θάλασσα βρίσκονται στις σεισμογενείς ζώνες. Υπάρχουν όμως 1.500 εν δυνάμει ενεργά ηφαίστεια σε όλο τον κόσμο και περίπου 550 ηφαίστεια έχουν εκραγεί στην επιφάνεια της Γης κατά τη διάρκεια της ιστορίας.

Από τα ενεργά, το 60% βρίσκεται στην περίμετρο του Ειρηνικού, το 17% στο κέντρο του, το 14% στο τόξο νότια της Ινδονησίας και το 9% στη Μεσόγειο και την Αφρική.

Κανένας δε γνωρίζει το διάστημα μεταξύ δύο εκρήξεων. Το Σούφριερ Χιλ στο νησί Μονσεράτ στις Δυτικές Ινδίες βρυχήθηκε το 1995 μετά από 400 χρόνια σιωπής.

Που αναπτύσσονται τα ηφαίστεια: Θερμά σημεία και ζώνες υποβύθισης

Το ηφαίστειο είναι ένα άνοιγμα του φλοιού της Γης απ' όπου βγαίνουν αέρια και λιωμένα πετρώματα από τα βαθιά καυτά στρώματα. Τα ηφαίστεια εκτοξεύουν ακόμη και στάχτες. Λάβα και στάχτη παγώνουν και στοιβάζονται γύρο απ' το άνοιγμα κι έτσι το ηφαίστειο παίρνει το σχήμα κώνου (χωνιού).

Η αιτία γι' αυτό το φαινόμενο πρέπει να αναζητηθεί στην κίνηση των λιθοσφαιρικών πλακών εξ' αιτίας των  ρευμάτων θερμικής μεταφοράς, που επιπλέουν και ολισθαίνουν πάνω σε έναν ημίρρευστο ορίζοντα - την ασθενόσφαιρα.

Ο γήινος φλοιός βρίσκεται πάνω από μια δωδεκάδα σημαντικές λιθοσφαιρικές πλάκες, με την κάθε μία να μετακινείται περίπου 10 cm κάθε χρόνο. Το μάγμα που ανεβαίνει ωθεί τις γήινες πλάκες να απομακρύνονται μεταξύ τους στο μέσον των ωκεανών. Κατά μήκος άλλων ασθενών σημείων στις πλάκες, εμφανίζονται  θερμά σημεία (υπέρθερμη περιοχή μανδυακού υλικού).

Τα νησιά της Χαβάης δημιουργήθηκαν από ένα θερμό σημείο. Όταν μία ωκεάνεια πλάκα γλιστρά κάτω από μία ηπειρωτική πλάκα, δημιουργεί μια θερμική ζώνη υποβύθισης. Ο στερεός βράχος θερμαίνεται πάλι καθώς αυτός καταδύεται μέσα στη Γη, και το μάγμα πάλι ανυψώνεται για να σχηματίσει ηφαίστεια.

Τα ηφαίστεια που υψώνονται επάνω από τα περιβάλλοντα βουνά από την Καλιφόρνια έως την Πολιτεία της Ουάσιγκτον προκαλούνται από θερμικές ζώνες υποβύθισης. Αυτή η ίδια διαδικασία φτιάχνει τα βουνά και προκαλεί τους σεισμούς.

Οι επιστήμονες υπολόγισαν θεωρητικά για τους γιγαντιαίους θαλάμους του καθαρού μάγματος βαθιά μέσα στη Γη, που αναγκάζεται τελικά να έρθει στην επιφάνεια και έτσι αναδιαμορφώνει τον φλοιό του πλανήτη. Άντ' αυτού, το μάγμα φαίνεται να ρέει μέσω ενός δικτύου μικρότερων κάθετων στηλών και  διασυνδεδεμένων θαλάμων, σύμφωνα με την πιο πρόσφατη έρευνα.

Δημιουργία ηφαιστείων

Στις περιοχές όπου η μια πλάκα απομακρύνεται από την άλλη, το μάγμα ανέρχεται και οικοδομεί μεγάλες οροσειρές ενεργών υποβρύχιων ηφαιστείων (Μέσο-Ωκεάνιες ράχες) δημιουργώντας νέο ωκεάνιο φλοιό.

Στις περιοχές σύγκλισης των πλακών, όπου η μια βυθίζεται κάτω από την άλλη κατά μήκος πολύ βαθιών ωκεάνιων τάφρων, το νέο μάγμα που γεννάται οικοδομεί μια σειρά, σαν χάντρες, ηφαιστειακών νησιών όταν η υπερκείμενη πλάκα είναι ωκεάνια, ή, εάν είναι ηπειρωτική, τοξοειδείς οροσειρές μεγάλων ηφαιστείων. Εκεί παράγεται ο νέος ηπειρωτικός φλοιός.

Στο εσωτερικό των πλακών, πάνω από τα θερμά σημεία (σταθερές πηγές μάγματος στην ασθενόσφαιρα), απαντούν αλυσίδες ηφαιστειακών κέντρων. Καθώς η λιθοσφαιρική πλάκα κινείται, μαζί της κινούνται και τα ηφαίστεια, που αποκόπτονται έτσι από την πηγή τροφοδοσίας τους και γίνονται ανενεργά, ενώ ένα καινούργιο ενεργό ηφαίστειο δημιουργείται πάνω από το θερμό σημείο.

Στα ηφαίστεια ξεχύνεται από το εσωτερικό τους το μάγμα, ένα είδος λιωμένου πετρώματος, το οποίο  συγκεντρώνεται στους μαγματικούς θαλάμους. Αυτοί οι μαγματικοί θάλαμοι παραμένουν συχνά σφραγισμένοι για εκατοντάδες χρόνια μεταξύ δύο εκρήξεων, έως ότου η πίεση αυξηθεί αρκετά έτσι ώστε να δημιουργηθεί ένα άνοιγμα, ένας αεραγωγός, ο οποίος μπορεί να είναι μια ρωγμή ή ένα αδύνατο σημείο σε ένα βράχο.

Το μάγμα έχει την τάση να ανεβαίνει αργά-αργά προς τα ανώτερα στρώματα του φλοιού της Γης. Στην περίπτωση που διαπερνούν το φλοιό μεγάλα ρήγματα πάνω από τους μαγματικούς θαλάμους, το μάγμα βρίσκει διέξοδο προς την επιφάνεια. Αναβλύζοντας ήπια ή εκτινασσόμενο βίαια, εξέρχεται, ψύχεται, στερεοποιείται σε λάβα και με αυτόν τον τρόπο δημιουργούνται τα ηφαίστεια.

Η λάβα μπορεί να 10 φορές πιο καυτή από το βραστό νερό και να καταστρέφει ότι βρει μπροστά της , καθώς κυλάει προς τα κάτω σαν φλογισμένο ποτάμι. Η ταχύτητα της ροής των πυροκλαστικών υλικών μπορεί να φτάσει τα 160 km/h.

Η έκρηξη τότε δημιουργεί έναν κρατήρα, όπου η λάβα και η τέφρα πετάγονται προς τα έξω, διαμορφώνοντας έτσι τον κώνο. Σε μερικά ηφαίστεια, ο θάλαμος του μάγματος καταρρέει μετά από μια βίαια έκρηξη και σχηματίζεται η περίφημη καλδέρα, που είναι ακριβώς ένας μεγάλος κρατήρας με μορφή κοιλότητας. Μερικές φορές αυτές οι καλδέρες γεμίζουν με νερό, όπως στη λίμνη των Κρατήρων στο Όρεγκον.

Η πρόγνωση των ηφαιστειακών εκρήξεων

Έχουν οι γεωλόγοι παρατηρήσει ότι μερικούς μήνες πριν από την έκρηξη ενός ηφαιστείου, μια σειρά φυσικοχημικά μεγέθη αλλάζουν, προειδοποιώντας με αυτόν τον τρόπο για μια επερχόμενη έκρηξη.

Για παράδειγμα αυξάνεται η σεισμική δραστηριότητα κάτω από το ηφαίστειο, αλλάζει η χημική σύσταση και η θερμοκρασία των θερμών πηγών καθώς και των αερίων που εκλύονται γύρω από αυτό το ηφαίστειο.

Επίσης έχουν αναφερθεί και μεταβολές στο τοπογραφικό ανάγλυφο του χώρου και στο γήινο μαγνητικό και βαρυτικό πεδίο της Γης.

Με τη συνεχή ή περιοδική καταγραφή όλων αυτών των μεταβλητών από δίκτυα παρακολούθησης εγκατεστημένα σε πολλές περιοχές καταφέρνουν οι επιστήμονες να προβλέψουν τις ηφαιστειακές εκρήξεις.

Τα ηφαίστεια και το κλίμα

Έχει παρατηρηθεί ότι οι ηφαιστειακές εκρήξεις επηρεάζουν το κλίμα μόνο αν διαταράξουν τη στρατόσφαιρα. Αυτή εκτείνεται σε ύψος μεγαλύτερο των 12 χιλιομέτρων, στο κατώτερο σημείο της οποίας υπάρχει ένα στρώμα αερολύματος, που αποτελείται κυρίως από μικροσταγονίδια θειικού οξέως και νερού. Ο ορίζοντας αυτός αντανακλά τις ακτίνες του ήλιου ενώ δεν απορροφάει τη θερμική ακτινοβολία που επιστρέφει από τη Γη.

Οι μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις εισάγουν στη στρατόσφαιρα μεγάλες ποσότητες λεπτής ηφαιστειακής στάχτης και ηφαιστειακών αερίων (διοξείδιο του θείου και του άνθρακα καθώς και νερό).

Ενώ το κύριο μέρος της ηφαιστειακής στάχτης απομακρύνεται πολύ γρήγορα --σε διάστημα λίγων ημερών ή εβδομάδων-- το διοξείδιο του θείου μένει για μεγάλο χρονικό διάστημα στο στρατοσφαιρικό αερόλυμα. Σιγά-σιγά μετατρέπεται σε σταγόνες θειικού οξέως που ανακλούν έντονα το φως του ήλιου και αυξάνουν την απορροφητικότητα στο φως του στρατοσφαιρικού αερολύματος. Το αποτέλεσμα είναι μια μείωση της μέσης γήινης θερμοκρασίας από μισό έως ένα βαθμό Κελσίου για τα επόμενα δύο με τρία χρόνια. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται ηφαιστειακός χειμώνας.

Τα ηφαίστεια και το περιβάλλον

Η επίδραση των ηφαιστείων στον άνθρωπο είναι διπλή. Τα ηφαίστεια επιφέρουν σημαντικές βλάβες η καταστροφές, αλλά και συμβάλλουν άμεσα η έμμεσα στη βελτίωση της ζωής του ανθρώπου. Οι αρνητικές συνέπειες εξαρτώνται τόσο από τον τύπο της έκρηξης του ηφαιστείου, όσο και από τη γειτνίαση του με πυκνοκατοικημένες περιοχές.

Τα ρεύματα λάβας δημιουργούν μικρά σχετικά προβλήματα, αφού μπορεί να προβλεφθεί η πορεία τους και να ελεγχθεί κατά κάποιο τρόπο. Οι μεγαλύτεροι κίνδυνοι προέρχονται από τις βίαιες εκρήξεις τύπου Πελέ ή Πλίνιου, που δημιουργούν μεγάλες ποσότητες τέφρας, διάπυρα νέφη και τοξικά αέρια, από τα παλιρροϊκά κύματα που δημιουργούνται σε μεγάλες εκρήξεις ηφαιστείων κοντά στη θάλασσα και από ρεύματα λάσπης και πυροκλαστικών υλικών που προέρχονται από καταρρακτώδεις βροχές, υπερχειλίσεις λιμνών κρατήρων ή λιώσιμο πάγων.

Όμως, η υδρόσφαιρα και το μεγαλύτερο μέρος της ατμόσφαιρας δημιουργήθηκαν από την ηφαιστειακή δραστηριότητα διαμέσου των αιώνων του γεωλογικού χρόνου. Έτσι, δεν θα ήταν υπερβολικό να θεωρηθεί ότι η ύπαρξη ζωής στη Γη σχετίζεται με τη δράση των ηφαιστείων στο μακρινό παρελθόν.

Αλλά και ένα μεγάλο μέρος της ξηράς καλύπτεται από ηφαιστειακά πετρώματα, τα οποία έχουν δώσει σημαντικά κοιτάσματα ορυκτών πρώτων υλών. Λόγω της εύφορης γης που δημιουργείται κοντά στα ηφαίστεια, μεγάλες πόλεις και χωριά κτίστηκαν εκεί, παρά την επικινδυνότητα της διαβίωσης.

Οι θερμές πηγές χρησιμοποιούνται κυρίως για ιαματικούς σκοπούς, ενώ τα τεράστια ποσά γεωθερμικής ενέργειας, που είναι διαθέσιμα σε ηφαιστειακές περιοχές, αξιοποιούνται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αλλά και για άλλες χρήσεις, χωρίς επιπτώσεις στο περιβάλλον.

Τέλος, για τους γεωλόγους τα ηφαίστεια είναι παράθυρα που επιτρέπουν μια άμεση ματιά στο άγνωστο εσωτερικό του πλανήτη μας.

Αναφορά: Ελληνική Εγκυκλοπαίδεια, space.com, volcano.und.edu, astro.gr, thalassa.gr, georesources.co.uk, geologylink.com, Γεόραμα,  EarthNet, Global Volcanism Program, Volcanic Homepage, MTU Volcanoes Page.