ابرآتشفشان خفته، بیدار می‌شود!
جزایر فلگری که اکنون به عنوان یک ابرآتشفشان عظیم در نظر گرفته می‌شوند، شروع به بروز نشانه‌هایی کرده‌اند که جامعه علمی را نگران کرده است.
به گزارش دنده6 : این میدان‌های آتشفشانی که درست در غرب ناپل ایتالیا واقع شده‌اند، جزو هشت انتشار دهنده اصلی دی اکسید کربن آتشفشانی در سراسر جهان هستند. از سال ۲۰۰۵، دهانه سولفاتارا در این منطقه حجم بیشتری از گاز را آزاد می‌کند و توجه محققان و افراد محلی را به خود جلب کرده است.
جیانمارکو بونو، آتشفشان‌شناس در موسسه ملی ژئوفیزیک و آتشفشان شناسی ایتالیا (INGV)، مطالعه‌ای را برای درک آنچه در پشت این افزایش انتشار گازها می‌گذرد، آغاز کرده است؛ بونو می‌گوید: «تخمین منبع دی اکسید کربن برای درک درست آنچه در سیستم ماگمایی و سیستم هیدروترمال اتفاق می‌افتد، مهم است.»
هدف تیم او ارائه ابزاری است که بتواند بین دی اکسید کربن حاصل از ماگما و دی اکسید کربن آزاد شده توسط فرآیندهای دیگر تمایز قائل شود، روشی که می‌تواند در مناطق آتشفشانی در سراسر جهان مفید باشد.
ابرآتشفشان دقیقا چیست؟
در ساده‌ترین عبارت، یک ابرآتشفشان، یک سیستم آتشفشانی عظیم است که قادر به ایجاد فوران‌هایی است که هزاران بار قوی‌تر از یک آتشفشان معمولی است. این فوران‌ها می‌توانند بیش از ۱۰۰۰ کیلومتر مکعب مواد را به جو پرتاب کنند که می‌تواند اثرات فاجعه‌باری بر آب و هوا و محیط زیست جهانی داشته باشد.
احتمالاً در مورد مکان‌هایی مانند پارک ملی یلوستون در ایالات متحده شنیده‌اید؛ آن یکی از معروف‌ترین ابر آتشفشان‌ها است.
هنگامی که یک ابر آتشفشان فوران می‌کند، می‌تواند یک دهانه غول پیکر را تشکیل دهد که دهانه بزرگی است و می‌تواند کیلومترها از سطح و جو زمین را تحت تاثیر قرار دهد. مقیاس انبوه این فوران‌ها آنها را نادر می‌کند، اما قطعاً به دلیل تأثیر بالقوه آنها بر زندگی در سراسر سیاره، آنها چیزی هستند که دانشمندان باید مراقبشان باشند.
اعداد سخن می‌گویند
امروزه دهانه سولفاتارا روزانه بین ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ تن دی اکسید کربن ساطع می‌کند. برای درک این موضوع، این معادل انتشار گازهای گلخانه‌ای ناشی از سوزاندن حدود ۵۰۰۰۰۰ گالن بنزین در روز است.
بونو و همکارانش در مقاله اخیر خود که در Geology منتشر شده است، تخمین می‌زنند که ۲۰ تا ۴۰ درصد این دی اکسید کربن از انحلال کلسیت در سنگ‌های اطراف حاصل می‌شود. ۶۰ تا ۸۰ درصد باقی مانده به ماگمای زیرزمینی بازمی‌گردد.
علم پشت گاز دهانه سولفاتارا
وقتی ماگما به سطح زمین نزدیک‌تر می‌شود، فشار کاهش می‌یابد و باعث می‌شود گازهایی که در داخل به دام افتاده بودند، فرار کنند. این گازها شامل بخار آب، دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد است.
دانشمندان با نظارت بر زمین لرزه‌ها، اندازه‌گیری تغییر شکل زمی و تجزیه و تحلیل گازهای ساطع شده از فومارول‌ها، روزنه‌هایی در پوسته زمین که بخار و گاز را آزاد می‌کنند، آتشفشان‌ها را زیر نظر دارند.
افزایش انتشار گازها می‌تواند نشانه‌ای از فعالیت آتشفشانی بالقوه باشد؛ با این حال، هر افزایشی منجر به فوران نمی‌شود. گاهی اوقات، دی اکسید کربن زمانی که سیالات زیرزمینی داغ با سنگ‌های بالا تعامل می‌کنند، به جای خود ماگما، آزاد می‌شود.
نظارت بر تغییرات در طول چندین دهه
از سال ۱۹۸۳، مؤسسه ملی ژئوفیزیک و آتشفشان شناسی ایتالیا، انتشار گازهای حاصل از دهانه سولفاتارا را بررسی می‌کند.
با مطالعه نسبت نیتروژن، هلیوم و دی اکسید کربن، محققان در ابتدا به این نتیجه رسیده بودند که این گازها عمدتاً از منابع ماگمای عمیق هستند.
در حال حاضر دانشمندان عمدتاً روی تغییرات ژئوشیمیایی، به ویژه برای دی اکسید کربن، هلیوم و نیتروژن تمرکز کرده‌اند، زیرا آنها گونه‌های غیر واکنشی هستند. آنها حاوی اطلاعاتی در مورد آنچه در ماگما اتفاق می‌افتد، هستند.
اما همه چیز در سال ۲۰۰۵ شروع به تغییر کرد. داده‌ها شروع به انحراف از علائم شیمیایی معمول گازهای مشتق شده از ماگما کردند. این تغییر در طول زمان ادامه یافت و با افزایش دما در سیستم هیدروترمال کم عمق همراه شد.
تا سال ۲۰۱۲، سطح هشدار برای منطقه از سبز به زرد افزایش یافت که نشان دهنده افزایش فعالیت بود اما تهدید فوری فوران نبود.
سرنخ‌هایی از حرکات زمین
این منطقه فقط تغییرات زیرزمینی را تجربه نکرد. زمین لرزه‌های کوچک و تغییر شکل محسوس زمین نیز مشاهده شد.
این نشانه‌ها به سمت گردش مایعات داغ در زیر سطح اشاره داشتند. هنگامی که این مایعات داغ و اسیدی با کلسیت موجود در سنگ‌ها برهم کنش می‌کنند، می‌توانند دی اکسید کربن اضافی آزاد کنند.
مطالعات قبلی مربوط به هسته‌های مته سنگ‌های محلی نشان داد که کلسیت موجود ترکیبی شبیه به گازهای منتشر شده دارد.
بر اساس این اطلاعات، تیم بونو تخمین زد که ۲۰تا ۴۰از دی اکسید کربن در دهانه سولفاتارا از تجزیه کلسیت در سنگ‌های میزبان می‌آید.
میدان‌های فلگری دارای تاریخچه آتشفشانی طولانی است و فعالیت آن به حدود ۴۰۰۰۰ سال می‌رسد. آخرین فوران در سال ۱۵۳۸ رخ داد.
چرا این تغییرات مهم است؟
درک منبع انتشار دی اکسید کربن در مناطق آتشفشانی برای ایمنی عمومی و نظارت بر محیط زیست بسیار مهم است.
با تمایز بین گازهای آزاد شده از ماگما و گازهای حاصل از سایر فرآیندها، دانشمندان می‌توانند فعالیت آتشفشانی را بهتر پیش‌بینی کنند و خطرات بالقوه را ارزیابی کنند.
تحقیقات بونو نه تنها تعاملات پیچیده زیر میدان‌های فلگرن روشن می‌کند، بلکه ابزارهایی را نیز ارائه می‌دهد که می‌توانند در مناطق آتشفشانی دیگر نیز به کار روند.
دهانه سولفاتارا و آینده
به طور خلاصه، فهمیدن اینکه واقعاً در زیر دهانه سولفاتارا چه می‌گذرد، کار بزرگی است؛ نه فقط برای علاقه‌مندان به علم، بلکه برای همه کسانی که روی زمین زندگی می‌کنند.
تیم بونو نشان داده است که افزایش انتشار دی اکسید کربن فقط ماگما نیست که راه خود را بالا می‌برد. بخش خوبی از این گاز در واقع از سیالات داغ در تعامل با سنگ‌های غنی از کلسیت در زیر زمین می‌آید.
این نوع اطلاعات طلاست زیرا به ما کمک می‌کند تا فعالیت‌های آتشفشانی را دقیق‌تر دنبال کنیم و مهم‌تر از آن، مردم را ایمن نگه می‌دارند.
با نگاه به آینده، توجه به این انتشارات و درک منابع آنها کلیدی است. با دانستن اینکه آیا دی اکسید کربن ناشی از ماگما است یا از فعل و انفعالات سنگی، دانشمندان بهتر می‌توانند آینده را پیش بینی کنند.
میدان های فلگری یادآور واضح این است که سیاره ما همیشه در حال حرکت است. دانشمندانی مانند بونو به کشف اسرار زیر پای ما ادامه می‌دهند و به ما کمک می‌کنند تا سیاره پویایی را که خانه می‌نامیم درک کنیم.
