W marcu 2022 r. mieszkańców wyspy São Jorge w archipelagu Azorów (Portugalia) ogarnął strach. Nagła seria tysięcy wstrząsów wskazywała, że zbliża się poważne trzęsienie ziemi lub niszczycielska erupcja, co skłoniło do uruchomienia planów ewakuacji. Jednak gdy tylko zaczęły się wstrząsy, równie szybko ustały. Do erupcji nie doszło, a naukowcy musieli się zastanawiać, dlaczego tak intensywna aktywność sejsmiczna nagle zniknęła.
Nowe badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Communications wreszcie dostarczyło odpowiedzi i stanowi główne ostrzeżenie dla wulkanologów na całym świecie.
„Nieudana erupcja” w trybie ukrytym
Badanie pokazuje, że aktywność sejsmiczna nie była początkiem erupcji, ale raczej końcowym, „dławiącym” etapem masowego ruchu stopionej skały, który nastąpił już niemal bezgłośnie.
Według badania masywna warstwa magmy – o objętości odpowiadającej 32 000 basenów olimpijskich – podniosła się z głębokości 20 km do zaledwie jednej mili pod powierzchnią wyspy w niecałe 24 godziny. Warto zauważyć, że temu szybkiemu wzrostowi prawie nie towarzyszyły duże trzęsienia ziemi, które niszczyły skały.
Jak magma zdołała unieść się niezauważona?
Przyczyna tego „trybu ukrytego” leży w geologii wyspy. Zamiast przedzierać się przez litą, niezniszczoną skałę (co spowodowałoby potężne wstrząsy), magma wykorzystała istniejącą sieć uskoków znaną jako system Pico do Carvao.
- Ścieżka najmniejszego oporu: Linie uskoków to zasadniczo labirynty pęknięć i materiałów przepuszczalnych.
- Wynik: Magma „tunelowała” się przez te pęknięcia, zamiast miażdżyć skorupę ziemską, pozwalając jej wznosić się z niewiarygodną prędkością i przy minimalnym hałasie sejsmicznym.
Mechanika roju sejsmicznego
Jeśli magma poruszała się tak cicho, dlaczego wyspa w końcu zaczęła się trząść? Odpowiedź leży w tym, co się stało, gdy magma wpadła w ślepy zaułek.
Prąd wstępujący został ostatecznie zatrzymany przez sztywną barierę geologiczną w pobliżu powierzchni. Gdy ruch magmy ustał, ciśnienie wewnętrzne uległo zmianie; ciecze i gazy zaczęły sączyć się z magmy do otaczających pęknięć uskokowych. To uwolnienie ciśnienia i ruch płynów wywołało tysiące umiarkowanych wstrząsów, które ostatecznie zaalarmowały władze.
Zanim rój sejsmiczny stał się zauważalny dla ludzi, magma znajdowała się już niebezpiecznie blisko powierzchni.
Dlaczego jest to ważne w przewidywaniu aktywności wulkanicznej
To odkrycie zasadniczo zmienia sposób, w jaki naukowcy myślą o monitorowaniu zagrożeń wulkanicznych. Tradycyjnie za główny znak ostrzegawczy zbliżającej się erupcji uważa się wystąpienie serii dużych trzęsień ziemi. Jednakże przypadek w São Jorge dowodzi, że magma może zbliżyć się do powierzchni, nie dając klasycznych sygnałów.
„To coś w rodzaju sygnału ostrzegawczego, że takie rzeczy mogą wydarzyć się znacznie szybciej i być może znacznie ciszej, niż się spodziewaliśmy” – ostrzega Rebecca Williams, wulkanolog z Uniwersytetu w Hull.
Azory są szczególnie wrażliwe, ponieważ leżą nad „podwójnym silnikiem”: pióropuszem płaszcza (przepływ ciepła w górę) i skrzyżowaniem trzech rozbieżnych płyt tektonicznych. To połączenie sprawia, że aktywność wulkaniczna nie jest kwestią „czy”, ale „kiedy”.
Wniosek
Wydarzenia w São Jorge pokazują, że magma może wykorzystywać istniejące uskoki geologiczne do ominięcia tradycyjnych systemów ostrzeżeń sejsmicznych. Ten „ukryty” ruch sugeruje, że obecne metody monitorowania mogą wymagać większego polegania na danych niesejsmicznych, takich jak GPS i satelitarny monitoring deformacji terenu, aby wykryć erupcje, zanim staną się katastrofalne.
