Μία στενή, αλλά βαθιά στήλη από βράχους πάνω από το μαγματικό θάλαμο του ηφαιστείου της Σαντορίνης, κατέγραψε η επιστημονική αποστολή, που μελέτησε το “εσωτερικό” του ενεργού αυτού ηφαιστείου.
Στη σελίδα theconversation.com δημοσίευσε η αμερικανή καθηγήτρια Γεωλογικών Επιστημών, ηφαιστειολόγος και επικεφαλής της επιστημονικής αποστολής, που μελέτησε το ηφαίστειο της Σαντορίνης, Emilie Hooft, τα συμπεράσματα από την έρευνα που διεξήγε η αποστολή στην αρχή του καλοκαιριού.
Όπως σημειώνει η ίδια, το 2011-2012, το ηφαίστειο γνώρισε περίοδο αναταραχής. Το έδαφος είχε διογκωθεί προς τα πάνω και έξω, ενώ σημειώθηκαν επίσης πολλοί μικροί σεισμοί. Οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μια μικρή ποσότητα μάγματος εγχύθηκε περίπου 4 χιλιόμετρα κάτω από το βόρειο τμήμα της καλντέρας.
«Αυτό που με τράβηξε σε αυτό το ειδυλλιακό μέρος είναι ότι το μεγαλύτερο μέρος του ηφαιστείου είναι βυθισμένο κάτω από το νερό. Είμαι γεωφυσικός που ενδιαφέρεται για το πώς το μάγμα κινείται βαθιά μέσα στη Γη», σημειώνει.
Χρησιμοποιώντας τον ήχο σαν “κάμερα”
Στη δεκαετία του 1780, ο Γάλλος επιστήμονας Ferdinand Fouquet ταξίδεψε στη Σαντορίνη για να δει μια έκρηξη, η οποία πραγματοποιούνταν. Ήταν ο πρώτος που συνειδητοποίησε πως σχηματίστηκε η ηφαιστειακή επιφανειακή κατάθλιψη γνωστή ως καλντέρα. Καθώς το μάγμα εκκενώθηκε από την υπόγεια δεξαμενή κατά τη διάρκεια της έκρηξης, ο βράχος που την κάλυπτε κατέρρευσε. Οι πλευρές του ηφαιστείου που παρέμειναν από τον δακτύλιο των νησιών που είναι ορατές πάνω από το νερό σήμερα.
«Το ερευνητικό μου έργο είχε ως στόχο να εμβαθύνει, κυριολεκτικά, κάτω από αυτό που μπορούμε να δούμε από την επιφάνεια για να καταλάβουμε τι συμβαίνει μέσα σε αυτό το ακόμα ενεργό ηφαίστειο. Με τόσο νερό πάνω από τα πάντα, εκτός από την κορυφή του ηφαιστείου της Σαντορίνης, σήμαινε ότι θα μπορούσα να χρησιμοποιήσω βαθιά διεισδυτικές πηγές ήχου για να "φωτίσω" τις υποθαλάσσιες δομές. Οι συνεργάτες μου απ' όλο τον κόσμο και εγώ θέλαμε να βρούμε τη θέση και το βάθος όπου συγκεντρώνεται το μάγμα και πόσα μάγματα υπάρχουν τώρα, αλλά και πόσο μάγμα υπάρχει αυτή τη στιγμή», εξηγεί η Hooft.
Συνεχίζοντας λέει, πως «διεξήγαμε τη δουλειά μας από το σκάφος “Marcus Langseth”, ενα αμερικανικό σεισμικό πλοίο. Είναι το μοναδικό ακαδημαϊκό πλοίο με πηγή ήχου ικανή να φέρνει σε εικόνα τα βαθιά εσωτερικά του ηφαιστείου. Αυτή η τεχνολογία είναι αμφιλεγόμενη λόγω του δυνητικού αντίκτυπου των δυνατών ήχων στην θαλάσσια άγρια φύση».
Ωστόσο, σύμφωνα με τη γεωφυσικό, «περάσαμε μήνες λαμβάνοντας περιβαλλοντικές άδειες και βρίσκοντας τον βέλτιστο σχεδιασμό για το πείραμα. Το πλοίο μετέφερε μια ομάδα έμπειρων βιολόγων παρατηρητών που επιτηρούσαν πάνω και κάτω από την επιφάνεια του νερού, για ευαίσθητα ή απειλούμενα είδη. Εάν παρατηρούνταν τέτοια είδη σε κάποια απόσταση, ήμαστε υποχρεωμένοι να ακολουθήσουμε προκαθορισμένη σειρά ενεργειών για να διασφαλίσουμε ότι δεν θα διαταραχθούν».
Η Hooft εξηγεί, πως «η μέθοδος της "ενεργής πηγής σεισμικής απεικόνισης" είναι σαν να κάνουμε μια “αξονική τομογραφία” του εσωτερικού της Γης. Αντί να κατασκευάζουμε μια εικόνα χρησιμοποιώντας ακτίνες Χ, χρησιμοποιούμε ηχητικά κύματα που παράγονται από 36 βαριά, μεταλλικά δοχεία - που λέγονται αεροβόλα - τα οποία ρυμουλκούνται βαθιά στο νερό πίσω από το πλοίο. Όταν τα αεροβόλα ανοίξουν, ο πεπιεσμένος αέρας ωθεί το θαλασσινό νερό, δημιουργώντας ένα ηχητικό κύμα που ταξιδεύει μέσα από το έδαφος».
«Σε αυτή την περίπτωση», όπως συνεχίζει η γεωφυσικός, «ο ήχος ταξιδεύει μέσα από τα βράχια κάτω από το ηφαίστειο. Οι σεισμικοί αισθητήρες που ακουμπούν στο βυθό στην άλλη πλευρά του ηφαιστείου, καταγράφουν όταν ο ήχος τους φτάσει. Η ομάδα εγκατέστησε 65 από αυτούς τους σεισμογράφους στη στεριά, κατά μήκος της Σαντορίνης και των κοντινών νησιών, και έριξε άλλους 90 σεισμογράφους στο βυθό», διευκρινίζει.
«Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε πολύ ακριβές χρονισμό για να μετρήσουμε πόσο χρειάζεται η ηχητική ενέργεια για να περάσει από τα διάφορα σημεία του ηφαιστείου. Η ενέργεια από την πηγή ήχου θα ταξιδέψει πιο αργά μέσα από βράχια που είναι σπασμένα ή είναι ζεστά και περιέχουν μάγμα. Όταν μελετάμε τη δομή του ηφαιστείου από πολλές διαφορετικές κατευθύνσεις και σε πολλά διαφορετικά βάθη, μπορούμε να ανακτήσουμε μια λεπτομερή εικόνα του εσωτερικού του», καταλήγει.
Συμπλήρωση της υποθαλάσσιας και υπόγειας εικόνας
Σύμφωνα με την επικεφαλής της αποστολής, «η ανάλυση των σεισμικών δεδομένων αποτελεί τεράστιο εγχείρημα. Απαιτούσε λεπτομερείς ελέγχους. Στη συνέχεια χρησιμοποιήσαμε σεισμική τομογραφία για να κάνουμε τις πρώτες λεπτομερείς "φωτογραφίες" της υποθαλάσσιας επιφάνειας της Σαντορίνης. [...] Βασικά πολύπλοκος κώδικας υπολογιστών κάνει ένα τρισδιάστατο ψηφιακό μοντέλο του αντικειμένου ενδιαφέροντος με βάση τα ηχητικά κύματα ταχύτητας που ταξιδεύουν μέσα του».
Παραδόξως, όπως σημειώνει «βρήκαμε μια στενή ζώνη καταπεσμένου βράχου να κρύβεται μέσα στην ευρεία καλντέρα της Σαντορίνης. Οι γεωλογικές μελέτες των εκρήξεων στη Σαντορίνη δεν μας είχαν επιτρέψει να περιμένουμε ότι θα υπήρχε ένας στριμωγμένος όγκος βράχων στο βόρειο τμήμα της καλντέρας που ο ήχος περνούσε πιο αργά. Αντίθετα σκεφτόμασταν ότι ολόκληρη η καλντέρα θα ήταν γεμάτη με αυτό το είδος σπασμένου βράχου σε μικρά βάθη. Το ευρήματα της έρευνας σημαίνουν ότι το καταρρέον τμήμα της καλντέρας ήταν πολύ στενότερο και βαθύτερο από ό, τι φαίνεται από την επιφάνεια».
Όπως τονίζει «αυτή η στήλη βράχων είναι λιγότερο από 3 χιλιόμετρα σε διάμετρο - μικρή σε σύγκριση με το μέγεθος της καλντέρας πλάτους 10 χιλιομέτρων. Η δομή αυτή έχει βάθος περίπου 3 χλμ. κάτω από τον πυθμένα του κόλπου. Αυτά τα πετρώματα πρέπει να περιέχουν πολλά κενά γεμάτα με νερό για να έχουν επιβραδύνει επαρκώς τη σεισμική ενέργεια που καταγράψαμε».
Προκειμένου δε, να καταλάβουν οι επιστήμονες πώς σχηματίστηκε αυτός ο μοναδικός σχηματισμός πετρωμάτων πάνω από το μαγματικό θάλαμο του ηφαιστείου, «αντλήσαμε γνώση από τις υπάρχουσες καταγραφές σχετικά με την πιο μεγάλη έκρηξη της Σαντορίνης, την έκρηξη της Ύστερης Εποχής του Χαλκού το 1630 π.Χ.».
Κλείνοντας τη δημοσίευσή της η E. Hooft, σημειώνει, ότο «αυτό που είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον στα ευρήματά μας είναι ότι το μάγμα συνεχίζει να συσσωρεύεται ακριβώς κάτω από τη στήλη των βράχων που έχουν καταρρεύσει, χιλιάδες χρόνια μετά την έκρηξη που δημιούργησε αρχικά την καλντέρα. Οι συνάδελφοί μου κι εγώ πιστεύουμε ότι το ανερχόμενο μάγμα σταματά, κάτω από το μειωμένο βάρος του σπασμένου βράχου στην καταρρέουσα στήλη. Η έρευνά μας βοηθάει να εξηγηθεί το πώς τα συστήματα μάγματος επαναρυθμίζονται και ανατρέπονται μετά από μείζονα ηφαιστειακά επεισόδια».
