Vulcanii Și mediul

VULCANII ȘI MEDIUL

Deși, de obicei, oamenii considera vulcanii și activitatea vulcanica un fenomen infricoșator, ca fenomene geologice periculoase vulcanii nu sunt chiar atat de rai. Ei sunt atractivi intr-o varietate de moduri, mulți dintre ei oferind chiar peisaje deosebit de frumoase și unele dintre cele mai bune stațiuni de schi sau de excursii montane din lume, iar solurile vulcanice sunt foarte productive. Asadar, ce anume este ingrijorator in privința lor?

Acest lucru l-au putut afla locuitorii oraselor Pompeii și Herculaneum situate in apropierea vulcanului Vesuviu, in ziua de 24 august 79 A.D., cand vulcanul a erupt pe neașteptate, ingropand cele doua orașe. Vesuviul era inactiv de cateva sute de ani și era considerat un vulcan „stins”. Pantele sale erau acoperite de vegetație, iar craterul sau central nu prezenta nici un semn de activitate recenta. In doua zile orasul Pompeii a fost acoperit atat de complet, incat ruinele sale nu au mai fost descoperite pana in secolul al 16-lea in timpul unor excavații pentru o conducta de apa. Sapaturile sistematice pentru aducerea la laumina a ruinelor nu au inceput insa pana in anul 1738. Aceasta data marcheaza inceputurile disciplinei pe care noi o cunoastem sub numele de arheologie. Caderile masive de cenușa au sufocat mai mult de 3000 de locuitori ai orașului Pompeii și au ingropat orașul sub 6 metri de material piroclastic („rupt de foc”). Herculaneum, situat mai la nord și in afara direcției de deplasare a norului de cenușa purtat de vant, a avut o soarta diferita. Vaporii de apa emiși de vulcan au precipitat sub forma de ploaie pe versanții vulcanului și s-au amestecat cu cenușa neconsolidata de pe versantul nordic, transformandu-se in curgeri de noroi. Curgerile de noroi au acoperit Heculaneum pe o grosime de 20 de metri. Deși asemenea curgeri se mișca, de obicei, foarte repede, locuitorii orașului probabil ca au reușit sa evecueze orașul, deoarece au fost gasite doar 30 de corpuri sub stratul de noroi consolidat. Probabil ca nu se va știi niciodata care a fost numarul victimelor de la Heculaneum, datorita adancimii mari la care au fost ingropați.

Erupția Vesuviului din anul 79 A.D. ilustreaza natura problemelor pe care le pun vulcanii. Vulcanii pot fi activi cu intermitențe pentru milioane de ani, cunoscandu-se ca unii vulcani continentali au erupt sporadic de-a lungul a peste 10 milioane de ani. Astfel, daca perioadele de adormire sunt suficient de lungi, pe sau langa conul vulcanic care va erupe mai tarziu se pot forma așezari umane. Cu toate acestea, cunoscandu-se faptul ca exista o potențiala problema vulcanica, politicienii, oamenii de știința și alții pot planifica diverse scenarii de erupție și evacuare, reducandu-se astfel pierderile in cazul apariției unei erupții.

1 Vulcanii. Distribuție, masuratori.

Cea mai mare parte a activitații geologice periculoase pentru oameni apare de-a lungul limitelor de placi tectonice: cutremurele și vulcanii.

Activitatea vulcanica exploziva, care prezinta cea mai mare provocare pentru viața oamenilor și bunurile lor, apare in principal la limitele convergente de placi. Exemplul cel mai tipic il reprezinta așa-numitul Cerc de Foc Pacificului, unde se intalnesc 900 dintre cei 1350 de vulcani activi in ultimii 10000 de ani (Noua Zeelanda, Japonia, Alaska, Mexic, America Centrala și Chile). Vulcanul Erebus din Antarctica este cel mai sudic vulcan din aceasta centura. Circa 250 de vulcani activi se gasesc in Mediterana, incluzand faimoșii vulcani Vesuviu, Etna și Stromboli. Acesta din urma a fost numit „farul Mediteranei”, datorita activitatii aproape continui care are loc de mai bine de un secol. Centrele vulcanice cele mai productive, cu activitate mai blanda, mai puțin spectaculoasa, apar de-a lungul placilor divergente, in zona crestelor medio-oceanice.

Vulcanismul petelor fierbinți („hot spots”) poate fi exploziv sau liniștit și poate aparea pe continente sau in bazinele oceanice.

Vulcanii sunt mult mai numeroși in emisfera nordica, ceea ce este de interes mai ales pentru meteorologi, deoarece mari cantitați de cenusa vulcanica in stratosfera duc la o creștere neta a pierderii de caldura a Pamantului, ceea ce afecteaza climatul. De asemenea, sunt afectate avioanele cu reacție care zboara la altitudine mare. Orice concentrare de vulcani activi la o anumita latitudine trebuie considerata ca un agent potential al schimbarii climatului global. Deși cea mai mare parte a variabilitații climatice este legata de alte cauze, exista exemple istorice de erupții vulcanice care au afectat clima (erupția vulcanului Tambora din Indonezia in 1815, erupția vulcanului El Chichòn din Mexic, in 1982 sau cea a vulcanului Pinatubo din Filipine in 1991).

Impactul asupra oamenilor este determinat de modul in care erupe un vulcan.

O erupție catastrofala, cum a fost cea a vulcanului St. Helens (Statul Whashinton, SUA) din 1980, are urmari serioase. Simple reversari de lave ca acelea ale vulcanului Kilauea din Hawaii pot, pe de alta parte, sa fie utile pentru turism și afaceri (cu excepția agriculturii).

Din pacate nu exista scari de masurare pentru a descrie „marimea” unei erupții vulcanice, așa cum exista pentru cutremure. Indexul de Explozivitate Vulcanica are valori care variaza de la 0 la 8, in funcție de volumul de material ejectat, de inalțimea pana la care se ridica materialul și de durata erupției. Scara „Clasificarii” asociaza o anumita erupție cu un vulcan bine cunoscut, care a avut același tip de erupție (Stromboliana, Hawaiiana, Vulcaniana, Pliniana etc.). Scara „Descrieri” implica adjective de tipul bland, exploziv, catastrofal etc.

S-a constatat ca potențialul exploziv al unui vulcan crește odata cu timpul scurs de la erupția anterioara. Acest fapt permite recunoașterea riscului vulcanic al unei regiuni, atunci cand data ultimei erupții este cunoscuta. Un alt factor determinant al explozivitații unui vulcan este vascozitatea lavei. Aceasta depinde de temperatura lavei și de compoziția ei. Vascozitatea variaza invers cu temperatura pentru cele mai multe fluide, inclusiv lava. Compoziția lavei, in special continutul ei in silice (SiO₂), influențeaza, de asemenea, vascozitatea. Cu cat continutul in silice este mai mare, cu atat lava este mai vascoasa. Lavele vascoase cu un conținut mare de gaze pot acumula o presiune a gazelor așa de mare, incat devin explozive, in timp ce din lavele fluide gazele scapa cu usurița, fiind deci mai puțin periculoase.

2 Hazarde vulcanice

Vulcanii se afla pe poziția a treia in topul celor mai periculoase hazarde naturale, din punct de vedere al pierderilor de vieți omenești, dupa inundațiile din zonele de coasta datorate taifunurilor sau uraganelor și cutremurelor.

Hazardele vulcanice sunt reprezentate de:

Curgeri de lave, care pot distruge locuințe și alte construcții, drumuri, terenuri agricole și forestiere. Pericolul, in general, nu scade cu creșterea distanței fața de centrul erupției;

Caderi și curgeri de piroclastite. Curgerile de piroclastite sunt amestecuri de gaze fierbinți și material piroclastic care se deplaseaza peste formele de relief cu viteze mari. O astfel de curgere de piroclastite a ucis 30000 de oameni in anul 1902 in timpul erupției vulcanului Mont Pelée din Martinica. Materialul piroclastic mai fin (cenuși) poate fi purtat de curenții de aer la distanțe mari de centrul de erupție și la altitudini mari in stratosfera, constituind apoi caderile de cenuși, care pot avea efecte dezastruoase pentru agricultura, dar nu numai.

Curgeri de debrite. Apa din precipitațiile abundente, zapada care se topește, un lac sau un rau pot mobiliza fragmentele (debite) de pe flancurile unui vulcan și le pot deplasa la mare distanta, formand depuneri groase de roca și cenușa. Ele mai sunt cunoscute și sub numele de lahar, de la termenul utilizat in Indonezia. Astfel de curgeri masive de debrite s-au produs in 1980 ca urmare a erupției vulcanului St. Helens (SUA) sau, cu efecte mult mai catastrofale, in 1985 ca urmare a erupției, de altfel blande, a vulcanului Nevado del Ruiz din Columbia, cand au fost ingropați sub curgerile de material mobilizat de topirea zapezii și gheții mai mult de douazeci de mii de oameni.

Tsunami. Valurile uriașe generate de erupții vulcanice sunt mult mai rare decat cele generate de cutremure și au loc, in general, in vestul Oceanului Pacific si Indonezia. Explozia din 1883 a vulcanului Krakatoa din Indonezia, care a fost auzita pana la o distanța de circa 3000 de kilometri și a generat un nor de cenușa care a ajuns pana la 80 de km in atmosfera, a stat la originea unui val oceanic de 35 de metri inalțime, care a fost, de fapt, cauza morții celor 36000 de mii de oameni. Valul a facut ocolul Pamantului traversand Pacificul și ajungand in Canalul Manecii cu o inaltime de un metru.

Probleme climatice. Cenușile fine aruncate in atmosfera in urma erupțiilor explozive pot produce dereglari de amploare ale climatului pe termen scurt, dar uneori cu urmari importante, datorita particulelor de material vulcanic care impiedica patrunderea radiației solare spre suprafața Pamantului. Cantitatea mare de material aruncat in atmosfera de catre erupț ia fisurii Laki din Islanda in anul 1783 a avut drept consecința o iarna deosebit de grea in Europa. Erupția din 1815 a vulcanului Tambora din Indonezia a avut ca urmare un an fara vara și fara recolte in zona Indoneziei, ceea ce a generat o perioada de foamete in regiune.

Emanațiile de gaze. Gazele asociate erupțiilor vulcanice, reprezentate in principal de vapori de apa și gaze sulfuraoase, pot duce prin combinarea lor la apariția acidului sulfuric, care este coroziv pentru metale și poate distruge sau avaria parțile metalice ale construcțiilor. Un alt gaz asociat erupțiilor vulcanice este dioxidul de carbon, care chiar daca nu este un gaz otravitor, atunci cand este emanat in cantitați foarte mari poate duce la evenimente precum cel care avut loc in 1982 langa lacul Nyos din Camerun, cand in urma eliberarii de pe fundul lacului a unei cantitați imense de dioxid de carbon de origine vulcanica peste 1700 de oameni au murit asfixiați.

3 Micșorarea efectelor erupțiilor vulcanice și predicție

Pentru reducerea efectelor curgerilor de lave se folosesc diguri și baraje care sa devieze curgerile spre zone neconstruite sau unde pagubele sunt minore. In Islanda se practica stropirea cu apa de mare a curgerilor de lava, care astfel se solidifica cit mai departe de zonele locuite, evitandu-se distrugerile.

Predicția erupțiilor vulcanice se poate face cu multa precizie, masurand miscarile seismice de mica amploare produse de miscarea lavei in camera magmatica. De asemenea, se poate masura deformarea flancurilor cu ajutorul senzorilor dispuși pe suprafața vulcanului.