Dlaczego nie jesteśmy w stanie przewidywać erupcji wulkanów, choć przewidujemy pojawienie się huraganów?

Choć uważa się, że wybuch hiszpańskiego wulkanu Cumbre Vieja przyniósł straty w wysokości 843 milionów euro, na szczęście odnotowano tylko jedną ofiarę śmiertelną. Szybka i skuteczna reakcja służb ratunkowych spotkała się z powszechnym podziwem, niemniej samo zdarzenie zrodziło szereg pytań na temat tego, na ile wcześnie można zauważyć oznaki nadchodzącej klęski żywiołowej tego rodzaju.

„Wulkanologia rozwija się podobnie jak prognozowanie ekstremalnych warunków pogodowych, jednak pozostaje w tyle o kilka dekad”, opowiada Kolzenburg, wulkanolog na Uniwersytecie w Buffalo w Stanach Zjednoczonych. „Po pierwsze, mamy już duży zbiór danych na temat pogody, z którego możemy czerpać garściami. Po drugie, huragany występują znacznie częściej, w większym stopniu są zjawiskiem sezonowym, natomiast do erupcji wulkanów dochodzi zdecydowanie rzadziej. Po trzecie, monitorowanie wulkanów wiąże się z koniecznością stawienia czoła szeregowi problemów technicznych i logistycznych”.

Prognozowanie pogody w oparciu o zrozumienie nauki o atmosferze w połączeniu z regularnymi obserwacjami to dziedzina mająca blisko 200 lat. Satelity dostarczają dodatkowych danych, nadając im lokalną skalę i przyczyniając się do precyzyjnych pomiarów zmiennych takich jak wilgotność czy prędkość wiatru.

Pogoda występuje wszędzie, natomiast wulkany są rozsiane po całej planecie, co komplikuje proces gromadzenia danych. Drogie sejsmometry służące do wykrywania sygnałów geofizycznych nie są równomiernie rozmieszczone we wszystkich lokalizacjach na świecie, a ich obsługa wymaga specjalistycznego zestawu umiejętności. Dodatkowo różne typy magmy mogą sprawić, że erupcja nastąpi zbyt szybko, by dotrzeć do niej na czas. Wybuchy są też zjawiskiem na tyle rzadkim, że nieustanne monitorowanie wulkanów jest w zasadzie nieopłacalne, nie wspominając już o potencjalnym zagrożeniu związanym z taką działalnością.

Największą przeszkodą, którą przytacza Kolzenburg jest jednak fakt, że „znacznie trudniej jest »zajrzeć« wgłąb Ziemi niż opracowywać wzorce pogodowe”.

Aby precyzyjnie prognozować zachowanie wulkanów, naukowcy musieliby dokonywać pomiarów temperatury magmy i jej składu chemicznego, by zrozumieć, w jaki sposób lepkość i zmienność mogą wpływać na ciśnienie. Musieliby też dobrze znać zagadnienie, które Kolzenburg określa mianem „geometrii układu hydraulicznego”.

„Nawet mając sprawnie działające czujniki, niemal nie da się pozyskać wszystkich danych wejściowych, które są konieczne do prognozowania zachowania tak dynamicznego systemu”, dodaje Kolzenburg, który pracował jako główny badacz w ramach finansowanego ze środków UE projektu DYNAVOLC zajmującego się modelowaniem wulkanów.Nowoczesne narzędzia sejsmologiczne w połączeniu z lepszym zrozumieniem procesów wpływających na erupcje poprzez analizę wcześniejszych erupcji, badania eksperymentalne oraz modelowanie numeryczne, pozwalają nam dowiedzieć się więcej na temat ilości, ruchów i właściwości magmy. Na przykład obecnie wiemy już, że komory z magmą to nie wielkie kotły, ale niewielkie kieszenie rozsiane po skorupie ziemskiej, przypominające nieco gąbkę.

Dodatkowo satelity i powietrzne czujniki przesyłające dane strumieniowo niemal w czasie rzeczywistym okazały się być przełomowym czynnikiem pomagającym przewidzieć zachowanie oraz postęp erupcji wulkanicznych.

Choć drogie nowoczesne technologie, takie jak radiografia mionowa, umożliwiają tworzenie trójwymiarowych obrazów struktur wulkanicznych, dla Kolzenburga naprawdę ekscytującym aspektem jest potencjał nauki obywatelskiej:

„Niedawno mieliśmy okazję to zaobserwować podczas erupcji wulkanów Nyiragongo, Kīlauea oraz wulkanu na wyspie La Palma – lokalna społeczność zgromadziła wiele danych i zasobów. Prognozując ewolucję przyszłych wybuchów, zaufałbym temu systemowi wspólnych działań w terenie, analityki i modelowania, połączonemu z sejsmologią”.

Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej na temat badań Kolzenburga: Nowe informacje na temat aktywności wulkanicznej poprawią przewidywanie ryzyka.