Satelitski radarski snimci Uturunkua, najvišeg vrha jugozapadne Bolivije, prije više od dvije decenije otkrili su da su sile unutar vulkana uzdizale i spuštale područje oko vrha, široko oko 150 kilometara, formirajući oblik poput sombrera. Znanstvenici su nedavno detaljno istražili Uturunku kako bi utvrdili jesu li stalne deformacije i druge aktivnosti pokazatelji da se uspavani vulkan možda budi.
Kombinacijom satelitskih podataka, analize seizmičkih aktivnosti i računarskih modela reakcije stijena na pritiske, istraživači su stvorili detaljniju sliku unutrašnje strukture Uturunkua i otkrili razloge njegove aktivnosti. Svoja saznanja objavili su 28. aprila u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences.
Vulkanske erupcije obično nastaju kada magma ispod vulkana prodre u podzemne magmatske komore, a zatim izbije na površinu kroz pukotine i otvore. Erupcije su eksplozivnije ako je magma gušća, jer zadržava plinove, što dovodi do nakupljanja pritiska koji se naglo oslobađa, izbacujući magmu kao lavu.
Međutim, istraživanje pokazuje da to nije slučaj s Uturunkuom. Umjesto toga, magma, plinovi i slane tekućine međusobno djeluju u hidrotermalnom sistemu, čija aktivnost nije bila potpuno razjašnjena, stvarajući “zombi-podrhtavanja” vulkana.
Najveće aktivno magmatsko tijelo
Na dubini od 10 do 20 kilometara ispod Uturunkua nalazi se ogroman rezervoar magme, poznat kao magmatsko tijelo Altiplano-Puna, koje se prostire na oko 200 kilometara i predstavlja najveće poznato aktivno magmatsko tijelo u Zemljinoj kori.
Ranija istraživanja ukazivala su na postojanje aktivnog hidrotermalnog sistema koji povezuje magmatski rezervoar s planinskim lancem, ali nije bilo jasno kako magma i tekućine djeluju unutar tog sistema. Koristeći signale iz preko 1700 seizmičkih događaja između 2009. i 2012. godine, znanstvenici su kreirali visokorezolucijske slike plitke kore ispod Uturunkua.
Također su zabilježili električne i gravitacijske promjene pod zemljom, kao i promjene u hemijskom sastavu stijena, otkrivajući detalje sistema kanala unutar i ispod vulkana kroz koje je cirkulirala geotermalno zagrijana tekućina.
“Ne bilježimo porast seizmičnosti”
Istraživači su otkrili da magmatsko tijelo zagrijava podzemnu tekućinu i oslobađa plinove, koji zajedno s tekućinom migriraju prema gore i nakupljaju se u komorama ispod vulkanskog kratera. Njihovo kretanje kroz Uturunku izaziva potrese, oslobađanje pare, deformaciju stijena i podizanje površine za oko 1 centimetar godišnje.
Unutrašnja dinamika Uturunkua ne samo da objašnjava njegovu aktivnost, već ukazuje da ovaj “zombi” nije blizu erupcije, izjavio je koautor studije Majk Kendal, profesor i voditelj odjela za znanosti o Zemlji na Univerzitetu Oksford.
– Ne bilježimo porast seizmičnosti. Loš znak bio bi porast seizmičnosti, a zatim migracija seizmičnosti s velike dubine na mnogo pliće dubine – to je obično pokazatelj da se magma kreće – rekao je Kendal za CNN.
– Ne vidimo ništa slično tome. Izgleda kao da vulkan samo ispušta plinove, ispušta paru i smiruje se – dodao je.
Korištenje više tehnika bilo je ključno za razumijevanje podzemne strukture Uturunkua, prema geologu Benjaminu Andrijusu, direktoru Programa za praćenje globalne vulkanske aktivnosti pri Smitsonijanovom Nacionalnom prirodoslovnom muzeju u Vašingtonu.
Pojedinačne metode istraživanja seizmičke aktivnosti, hemije i fizike stijena “daju zanimljive, ali donekle dvosmislene rezultate”, rekao je Andrijus, koji nije učestvovao u studiji. Zajedno, ove metode ukazuju na hidrotermalni sistem, a ne na nadiruću magmu kao uzrok aktivnosti Uturunkua, i pružaju uvid u međudjelovanje magme, stijena i tekućine ispod vulkana.
– Ovo istraživanje je važno za razumijevanje vulkana, granitnih stijena, rudnih tijela i formiranja kontinentalne kore – rekao je Andrijus. Također je važno prepoznati da neki vulkani mogu biti prilično aktivni, “ali ne nužno spremni za erupciju”.
Deseci zombi-vulkana
Tokom decenija, Program za praćenje globalne vulkanske aktivnosti zabilježio je oko 50 zombi-vulkana starijih od 12.000 godina, ali mlađih od 2,6 miliona godina.
Njihovi znakovi aktivnosti su “uglavnom geotermalne značajke poput toplih izvora i fumarola (otvora kroz koje izlaze vrući plinovi)”, rekao je koautor studije Metju Pričard, profesor geofizike na Univerzitetu Kornel u Njujorku.
Pošto je Uturunku jedan od desetaka zombi-vulkana koje znanstvenici prate širom svijeta, nova saznanja mogla bi pomoći u prepoznavanju onih koji prijete erupcijom.
Neki “zombiji” pokazuju povišene površinske temperature i već se proučavaju kao potencijalni izvori geotermalne energije, kao i zbog svojih mineralnih naslaga, “a mnogi su spremni za daljnja istraživanja”, rekao je Pričard za CNN.
– Neki bi mogli biti u dugom, sporom opadanju aktivnosti, samo se hladeći od prethodnih toplijih vremena. Drugi bi mogli s vremenom pokazati povećanje aktivnosti. Ali još ne znamo kako ih razlikovati – rekao je.
Proučavanje unutrašnje strukture vulkana moglo bi otkriti mogućnosti za korištenje geotermalne energije i pristup metalima ključnim za tehnologije, poput bakra, nikla i platine, dodao je Kendal.
Ova kombinacija metoda mogla bi biti korisna za analizu bilo kojeg vulkana, ne samo “zombija”.
– To je zaista dobar način za bolje razumijevanje anatomije vulkana, u kojoj je fazi razvoja. To je vrlo važno za procjenu rizika i opasnosti – rekao je.