การเกิดภูเขาไฟยังคงคาดเดาได้ยาก แม้ว่าจะมีการติดตามอย่างใกล้ชิด เหตุใดภูเขาไฟฟูจิจึงไม่ปะทุหลังจากเกิดแผ่นดินไหวรุนแรงในโทโฮคุ ประเทศญี่ปุ่น เหตุใดการระเบิดของเอยาฟยาลลาโจกุลจึงทำให้เกิดเถ้าภูเขาไฟจำนวนมากเช่นนี้? เพื่อที่จะระบุสาเหตุของการปะทุของภูเขาไฟ นักธรณีวิทยาและนักธรณีฟิสิกส์นำโดย Luca Caricchi ศาสตราจารย์ประจำภาควิชาธรณีศาสตร์ของคณะวิทยาศาสตร์ของ UNIGE ได้หยิบเอาวรรณกรรมที่มีอยู่และวิเคราะห์ขั้นตอนทั้งหมดก่อนการปะทุ

เส้นทางของแมกมาจากส่วนลึกของโลก

หินหนืดเป็นหินหลอมเหลวที่มีความลึกหลายสิบกิโลเมตรและลอยขึ้นสู่พื้นผิวโลก เมอริดิธ ทาวน์เซนด์ นักวิจัยจาก Department of Earth Sciences of the University of Oregon (USA) กล่าวว่า ในระหว่างการเดินทาง . นักวิจัยชาวอเมริกันเชี่ยวชาญด้านการสร้างแบบจำลองทางความร้อนด้วยเครื่องกลทางความร้อน โดยมุ่งเน้นที่การคำนวณแรงดันที่จำเป็นสำหรับหินหนืดในการแตกหินรอบๆ อ่างเก็บน้ำและลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ Eleonora Rivalta นักวิจัยจาก Potsdam Research Center for Geosciences (เยอรมนี) และ University of Bologna (อิตาลี) ได้ศึกษาการขยายพันธุ์ของแมกมาขณะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ: "ถ้าเป็นน้ำมูกไหลเพียงพอ นั่นคือถ้าไม่มี คริสตัลมากเกินไป

"การปะทุที่จะเกิดขึ้น ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขหลายประการพร้อมกัน หินหนืดที่มีคริสตัลน้อยกว่า 50% ต้องเก็บไว้ในอ่างเก็บน้ำ" ลูก้า คาริชชีกล่าว จากนั้นอ่างเก็บน้ำนี้จะต้องมีแรงดันเกิน แรงดันเกินอาจเป็นผลมาจากปรากฏการณ์ภายใน เช่น การฉีดแมกมาใหม่หรือการละลายของก๊าซแมกมาติก หรืออาจเพิ่มค่าวิกฤตเนื่องจากเหตุการณ์ภายนอก เช่น แผ่นดินไหว สุดท้ายเมื่อแรงกดมากพอที่แมกมาจะเริ่มขึ้น ก็ยังมีอุปสรรคมากมายที่สามารถป้องกันไม่ให้แมกมาปะทุได้

อายุของภูเขาไฟเป็นเกณฑ์หลัก

การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมนี้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับพฤติกรรมของภูเขาไฟที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดอายุการใช้งาน "เมื่อภูเขาไฟเพิ่งเริ่มปะทุ อ่างเก็บน้ำของมันค่อนข้างเล็ก (ไม่กี่กิโลเมตร3) และเปลือกโลกโดยรอบค่อนข้างเย็น ซึ่งนำไปสู่การปะทุบ่อยครั้ง แต่มีขนาดเล็กและคาดเดาได้ค่อนข้างมาก" ลูก้า คาริชชีอธิบาย มันเป็นเรื่องที่แตกต่างกับภูเขาไฟเก่า "อ่างเก็บน้ำของพวกมันใหญ่กว่าและหินที่อยู่รอบๆ พวกมันก็ร้อนขึ้น เมื่อฉีดแมกมาใหม่เข้าไป มันจะไม่สร้างแรงดันเกินมากนักเพราะหินรอบๆ อ่างเก็บน้ำจะเสียรูปและการเติบโตยังคงดำเนินต่อไป" นักธรณีวิทยากล่าว ตัวอย่างเช่น ภูเขาเซนต์เฮเลนส์ (สหรัฐอเมริกา) เริ่มปะทุเมื่อ 40,000 ปีที่แล้ว (ล่วงเลยไปตามมาตรฐานทางธรณีวิทยา) และการปะทุครั้งล่าสุดในปี 2551 มีขนาดเล็กและไม่เป็นอันตราย ในทางตรงกันข้าม, โทบะ (อินโดนีเซีย) เริ่มปะทุอย่างระเบิดเมื่อประมาณ 1.2 ล้านปีก่อน และการปะทุครั้งสุดท้ายเมื่อ 74,000 ปีก่อนเป็นหายนะ มันทำลายสภาพแวดล้อมโดยสิ้นเชิงและมีผลกระทบต่อสภาพอากาศโลก

ในที่สุด การสะสมของแมกมาจำนวนมากจะนำไปสู่การปะทุครั้งใหญ่ "นอกจากนี้ สัญญาณเตือนยังตรวจจับได้ยากมาก เนื่องจากอุณหภูมิสูงจะลดการเกิดแผ่นดินไหว และปฏิกิริยาระหว่างก๊าซกับหินหนืดจะปรับเปลี่ยนองค์ประกอบของพวกมัน ทำให้ยากต่อการทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นภายใต้" เขากล่าว ยิ่งอัตราการป้อนแมกมาสูงเท่าใด ภูเขาไฟก็จะยิ่ง "มีอายุ" เร็วขึ้นเท่านั้น

การรู้อายุของภูเขาไฟซึ่งสามารถระบุวันที่ได้โดยการวิเคราะห์เพทายในโขดหิน ช่วยให้นักธรณีวิทยาเข้าใจถึงระยะชีวิตของภูเขาไฟ "ปัจจุบันมีภูเขาไฟที่ยังคุกรุ่นอยู่ 1,500 ลูก และประมาณ 50 ลูกปะทุในแต่ละปี การรู้ว่าต้องอพยพประชากรหรือไม่เป็นสิ่งสำคัญ และเราหวังว่าการศึกษาของเราจะช่วยลดผลกระทบของภูเขาไฟในสังคมของเรา" ลูก้า คาริชชีกล่าวต่อ . “หวังว่าการค้นพบของเราจะได้รับการทดสอบกับภูเขาไฟที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวาง เช่น ในอิตาลี สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น และถ่ายโอนไปยังภูเขาไฟอื่นซึ่งมีข้อมูลน้อยกว่า เช่น ในอินโดนีเซียหรืออเมริกาใต้”บาคาร่า สมัครบาคาร่า