volcanic eruption
© UnknownNajmlađa erupcija vulkana Methana (smeđe boje) koja se ulijeva u more
Više od 100.000 godina, vulkan Methana u Grčkoj izgledao je uspavan. Nije bilo lave, nije bilo eksplozija, nije bilo oblaka pepela. Izgledao je ugašeno, kao i mnogi drugi vulkani danas. Međunarodni istraživački tim predvođen ETH Zurichom rekonstruirao je detaljnu, dugoročnu povijest vulkana Methana. Njihov rad objavljen je u časopisu Science Advances, a njihov zaključak je zapanjujući: Dok se Methana na površini činila tihom, ogromne količine magme neprestano su se nakupljale duboko u njenim magmatskim komorama.

Kristali kao svjedoci prošlosti

Kako bi otkrili skrivenu aktivnost vulkana, istraživači su se usredotočili na sitne minerale zvane cirkon. Ovi kristali nastaju unutar rezervoara magme u Zemljinoj kori, kako se magma hladi, i djeluju poput prirodnih vremenskih kapsula, čuvajući informacije o tome kada i pod kojim uvjetima su rasli.

Olivier Bachmann, glavni autor i profesor vulkanologije i magmatske petrologije na ETH Zurich, objašnjava:
"Kristale cirkona možemo smatrati sićušnim snimačima leta. Datiranjem više od 1.250 njih tijekom 700.000 godina vulkanske povijesti, rekonstruirali smo unutarnji život vulkana s preciznošću i statističkom snagom koja jednostavno nije bila moguća prije deset godina. Ono što smo naučili jest da vulkani mogu 'disati' pod zemljom tisućljećima bez da ikada probiju površinu."
Methana volcano
© Răzvan-Gabriel PopaTok lave iz vulkana Methana u Grčkoj
Rezultati studije pokazuju da se magma proizvodila gotovo kontinuirano ispod Methane. Iako su postojale aktivne faze s vulkanskim erupcijama, postojalo je i jedno iznimno dugo mirno razdoblje od više od 100.000 godina, tijekom kojeg uopće nije bilo erupcija. Ključno je da je to bio upravo geološki vremenski okvir kada je rast cirkona dosegao vrhunac, što pokazuje jasne dokaze intenzivne aktivnosti magme.

Zašto magma nikada nije dosegla površinu

Istraživači izvještavaju da je magma koja opskrbljuje gornju koru Methane bila vrlo bogata vodom - puno više nego što su očekivali, posebno tijekom razdoblja mirovanja. Plašt ispod Methane snažno je pod utjecajem materijala koje nosi subducirajuća tektonska ploča - uključujući sedimente s dna oceana i značajne količine vode. Ovaj proces "hidrira" plašt i čini proizvodnju magme posebno učinkovitom. Kako se magma diže kroz koru, postaje zasićena vodom i stvara mjehuriće. Zasićenost vodom pokreće kristalizaciju, što zgušnjava magmu i smanjuje njezinu pokretljivost.

Koristeći fizičke i termodinamičke modele, istraživači pokazuju da se takva magma učinkovito usporava tijekom uspona. Paradoksalno, veća zaliha magme na dubini može dovesti do manje erupcija jer je magma previše bogata vodom i previše kristalna da bi dosegla površinu. Bachmann kaže:
"Zapravo vjerujemo da bi mnogi vulkani u zoni subdukcije mogli biti periodično hranjeni posebno vlažnom primitivnom magmom, nešto što znanstvena zajednica još nije u potpunosti prepoznala. Ove takozvane superhidrične taline mogle bi biti puno češće u vulkanima povezanim sa subdukcijom diljem svijeta."
Glavni autor, Răzvan-Gabriel Popa, vulkanolog na ETH Zurich, pojašnjava:
"Methana je odličan primjer gdje smo jasno vidjeli ovaj učinak, ali utjecaj naših otkrića može se generalizirati i proširiti."
The South Aegean Volcanic Arc
© UnknownJužnoegejski vulkanski luk
'Ugašeno' možda ne znači sigurnost

Najvažnija i uznemirujuća poruka studije je jasna: Dugotrajno razdoblje vulkanske tišine ne znači da je vulkan ugašen. Umjesto toga, mogao bi signalizirati nakupljanje velikog i potencijalno opasnijeg magmatskog sustava. To ima velike implikacije za procjenu vulkanskog rizika. Vulkani koji nisu eruptirali desecima tisuća godina često se označavaju kao ugašeni i slabo se prate. Methana pokazuje koliko ta pretpostavka može biti rizična - budući da vulkan može ostati miran tisućljećima dok tiho pohranjuje energiju za buduće buđenje.

Bachman kaže:
"Za nadležne organe za vulkanske opasnosti - na primjer u Grčkoj, Italiji, Indoneziji, Filipinima, Južnoj i Sjevernoj Americi, Japanu i drugim zemljama - to znači ponovnu procjenu razine prijetnje vulkana koji su mirni desetke tisuća godina, ali pokazuju periodične znakove magmatskih nemira."
Moderni alati za praćenje, poput mjerenja potresa, deformacija tla i emisija plinova, kao i dobivanje slika visoke rezolucije podzemlja geofizičkim metodama, mogu pomoći u otkrivanju ovih skrivenih procesa prije nego što eskaliraju.