تحقیقات جدید نشان می دهد که چرا آتشفشان “زامبی” بولیوی پس از ۲۵۰،۰۰۰ سال در حال هم زدن است

در اعماق آند مرکزی بولیوی ، آتشفشان معروف به Uturuncu افزایش می یابد. اگرچه آخرین فوران آن در حدود ۲۵۰،۰۰۰ سال پیش اتفاق افتاد ، اما Uturuncu از استراحت بی سر و صدا امتناع می ورزد. زمین لرزه ها در زیر سطح آن موج می زند. گازها به هوا نشت می کنند. خود زمین به شکل عجیب و غریب “sombrero” می چرخد ​​، با بلند شدن مرکز در حالی که لبه ها می پیچد. این علائم سالهاست که دانشمندان را متعجب کرده و جوامع اطراف را نگران کرده اند.

دانستن اینکه چرا یک آتشفشان مدتها پس از متوقف شدن فوران ، بی قرار عمل می کند آسان نیست. محققان باید آنچه را که در اعماق زمین اتفاق می افتد کشف کنند. اکنون ، یک مطالعه جدید واضح ترین دیدگاه را در مورد آنچه در زیر Uturuncu ایجاد می کند ، به ارمغان می آورد.

تیمی از دانشمندان چین ، انگلیس و ایالات متحده با ترکیب تصویربرداری لرزه ای ، مدل های فیزیک و تجزیه و تحلیل ترکیب سنگ ، کارهای داخلی پنهان آتشفشان را نقشه برداری کرده اند. نتایج آنها ، که در مجله PNAS منتشر شده است ، رفتار عجیب Uturuncu را توضیح می دهد – و اطمینان خاطر ارائه می دهد.

بر خلاف آتشفشان که با گدازه و خاکستر فوران می کند ، مشکل Uturuncu ناشی از حرکت عمیق است که دیدن آن دشوار است. مطالعات گذشته نشان داد که در بالای مجتمع آتشفشانی Altiplano-Puna ، بزرگترین بدنه شناخته شده ماگما در پوسته زمین قرار دارد. یک سیستم هیدروترمال فعال همچنین آن ماگما را به سطح متصل می کند و یک شبکه پیچیده زیرزمینی را نشان می دهد. اما تاکنون ، هیچ کس متوجه نشده بود که چگونه مایعات و گازها از طریق این سیستم حرکت می کنند.

سیستم های لوله کشی آتشفشانی به ندرت ساده هستند. در داخل آنها ، سنگ مذاب ، گازها و مایعات فوق گرم می چرخند و تغییر می کنند. دانستن اینکه این مواد در کجا و چگونه سفر می کنند برای پیش بینی فوران های آینده بسیار مهم است. راز ناآرامی Uturuncu خواستار نگاه بسیار واضح تری به ساختار زیرزمینی آن بود.

تیم بین المللی با مطالعه بیش از ۱۷۰۰ رویداد محلی در زمین لرزه ، این چالش را برطرف کرد. امواج لرزه ای از این زمین لرزه ها بسته به آنچه از آن عبور می کنند ، با سرعت های مختلف از طریق مواد زیرزمینی حرکت می کنند. محققان با اندازه گیری این تغییرات ، تصویری سه بعدی از پوسته فوقانی را در زیر Uturuncu ساختند. این روش ، به نام توموگرافی لرزه ای ، بسیار شبیه به اسکن CT است که پزشکان از آن استفاده می کنند تا در داخل بدن جستجو کنند.

اما تصویربرداری به تنهایی کافی نبود. برای درک کامل آناتومی آتشفشان ، دانشمندان یافته های لرزه ای خود را با مدل های فیزیک سنگ و داده های پترولوژیکی ترکیب کردند. این ابزارها نه تنها ساختار بلکه مواد موجود در آن را نشان می دهند – نشان می دهد که مایعات یا گازها مناطق کلیدی را اشغال می کنند.

تجزیه و تحلیل دقیق آنها چیز قابل توجهی را نشان داد: مسیرهایی که مایعات گرم شده زمین گرمایی از طریق پوسته به سمت سطح بالا می روند. این مایعات مهاجر در زیر دهانه جمع می شوند و یک منطقه تجمع گاز کم عمق ایجاد می کنند. گاز و مایعات جمع آوری شده مسئول تغییر شکل زمین است که در سطح Uturuncu مشاهده می شود.

این کشف ناآرامی های مداوم را توضیح می دهد بدون اینکه نشان دهد یک فوران بزرگ در حال وقوع است. اگرچه آتشفشان در زیر سطح فعال است ، محققان هیچ نشانه ای از ساخت بزرگ ماگما فوران پیدا نکردند. در عوض ، به نظر می رسد حرکت آهسته مایعات و گازها از طریق صخره فشار می آورد و زمین را به سمت بالا می کشد.

پروفسور مایک کندال از دانشگاه آکسفورد بر اهمیت این رویکرد تأکید کرد: “من بسیار خوشحالم که در این همکاری واقعاً بین المللی شرکت می کنم. نتایج ما نشان می دهد که چگونه روشهای ژئوفیزیکی و زمین شناسی مرتبط می تواند برای درک بهتر آتشفشانها و خطرات و منابع بالقوه آنها استفاده شود.”

پروفسور هایجیانگ ژانگ از دانشگاه علوم و فناوری چین موافقت کرد و با اشاره به کار تیمی در پشت یافته ها گفت: “درک آناتومی سیستم آتشفشانی Uturuncu فقط به لطف تخصص در تیم تحقیق امکان پذیر بود. این ما را قادر می سازد تا ابزارهای مختلف تصویربرداری ژئوفیزیکی پیشرفته را با الگوبرداری از خصوصیات سنگی و بولیاکش های آنها با بادگیر ترکیب کنیم.”

این تحقیق پیامدهای گسترده تری نسبت به توضیح رفتار Uturuncu دارد. پروفسور متیو پریچارد از دانشگاه کرنل خاطرنشان کرد: تکنیک های مشابه می توانند در جای دیگر اعمال شوند. وی گفت: “روش های این مقاله می تواند برای بیش از ۱۴۰۰ آتشفشان بالقوه فعال و ده ها آتشفشانی مانند Uturuncu که فعال نیستند اما علائم زندگی را نشان می دهد – سایر آتشفشانهای زامبی بالقوه.”

آتشفشانهای زامبی ، مانند Uturuncu ، چالش های بی نظیری را ارائه می دهند. آنها غالباً روی سطح خفته به نظر می رسند ، اما در اعماق درون ، فرآیندها همچنان به هم می ریزند. روشهای سنتی ارزیابی خطر آتشفشانی ممکن است از این علائم پنهان غافل شود. محققان با داشتن ابزارهای ترکیبی مانند لرزه نگاری با وضوح بالا ، مدل سازی فیزیک سنگ و مطالعات پترولوژیکی ، می توانند رفتار این سیستم های مرموز را بهتر پیش بینی کنند.

این مطالعه نشان می دهد که چگونه فناوری مدرن روش های جدیدی را برای همسایه در داخل زمین ارائه می دهد بدون اینکه به تنهایی به سرنخ های سطحی تکیه کند. برای جوامعی که در نزدیکی این غول های پنهان زندگی می کنند ، درک بهتر به معنای آمادگی بهتر است.

اگرچه خطر فوران در Uturuncu همچنان کم است ، نظارت باید ادامه یابد. آتشفشانها می توانند به سرعت تغییر کنند ، به ویژه هنگامی که گازها و مایعات به روش های جدید در زیر زمین حرکت می کنند. این مطالعه یک چارچوب قوی برای تحقیقات آینده ارائه می دهد.

دانشمندان امیدوارند که با پالایش تکنیک های تصویربرداری لرزه ای و ادغام دقیق تر سنگ و سیال ، دانشمندان امیدوار باشند که رویکرد خود را در سطح جهان به کار گیرند. هدف آنها نه تنها پیش بینی فوران بلکه درک بهتر سیستم های زمین گرمایی است که می توانند منابع انرژی جدیدی را ارائه دهند.

همانطور که Uturuncu نشان می دهد ، سطح آرام یک آتشفشان می تواند قلب بی قرار را پنهان کند. با تشکر از کار محققان در سه قاره ، اکنون شما یک پنجره واضح تر به آنچه در زیر آن نهفته است دارید – و یادآوری اینکه علم دائماً عمیق تر به سمت ناشناخته ها سوق می یابد.