Άρθρο των καθηγητών του Πανεπιστημίου Αθηνών Π. Πομώνη και Δ. Κωστόπουλου για την πρόβλεψη του Δείκτη Ηφαιστιακής Εκρηκτικότητας

Μπορεί η σεισμική δραστηριότητα στη Σαντορίνη να βρίσκεται σε ύφεση, όμως η επιστημονική έρευνα δεν κατεβάζει ρυθμό. Αντιθέτως, συνεχίζει με ακόμα μεγαλύτερη επιμονή να αναζητά απαντήσεις στα πιο θεμελιώδη ερωτήματα. Ενα από αυτά είναι αν μπορεί να προβλεφθεί μια ηφαιστειακή έκρηξη.

«Μέχρι στιγμής, δεν υπάρχει καμία δοκιμασμένη και αληθινή μέθοδος για την πρόβλεψη του Δείκτη Εκρηκτικότητας ενός ηφαιστείου. Οι “προβλέψεις” γίνονται με βάση την παρακολούθηση, το ιστορικό και την ερμηνεία γεγονότων που συμβαίνουν εκείνη την ώρα», απαντά στον «Ε.Τ.» της Κυριακής ο αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος του ΕΚΠΑ Δημήτριος Κωστόπουλος, που μαζί με τον καθηγητή Παναγιώτη Πομώνη και την ομάδα τους ανέπτυξαν τον πρώτο ελληνικό αλγόριθμο για την ακριβή πρόβλεψη του Δείκτη Ηφαιστειακής Εκρηκτικότητας (ΔΗΕ). Ο Δείκτης βασίζεται στη χημική σύσταση των λαβών και αποτελεί παγκόσμια καινοτομία, ενώ, επιπλέον, αναπτύσσουν και έναν αλγόριθμο για την ποσοτικοποίηση και την αποδοχή της διακινδύνευσης (δηλαδή των πιθανών απωλειών).

«Οι προβλέψεις για την εκρηκτική δραστηριότητα που ενδεχομένως να συμβεί εντός λεπτών έως μηνών βασίζονται σε έναν συνδυασμό παρακολούθησης γεωφυσικών και γεωχημικών αλλαγών, καθώς και οπτικής παρακολούθησης. Συγκεκριμένα μοτίβα σεισμικότητας, εδαφικής παραμόρφωσης, εκπομπής αερίων και άλλες αλλαγές μπορούν να υποδείξουν συγκεκριμένα σημεία στον δρόμο προς την έκρηξη. Τα μοτίβα, όμως, διαφέρουν από ηφαίστειο σε ηφαίστειο και σε ορισμένες περιπτώσεις από έκρηξη σε έκρηξη. Τα πρόδρομα σημάδια της γιγαντιαίας έκρηξης του Πινατούμπο το 1991 στις Φιλιππίνες ήταν αδύνατο να διακριθούν από αυτά πολύ μικρότερων εκρήξεων μέχρι την έναρξη της έκρηξης, μόλις 24 ώρες πριν από την κορύφωσή της. Ετσι, οι καλύτερες βραχυπρόθεσμες προβλέψεις θα είναι εκείνες που θα σταθμίζουν την εμπειρική γνώση και την ερμηνεία των διεργασιών σε πραγματικό χρόνο».

Πρόδρομες ενδείξεις

Και με τις πρόδρομες ενδείξεις τι γίνεται; Εδώ η απάντηση των επιστημόνων εκπλήσσει: «Μια ειρωνική πρόκληση για τους ηφαιστειολόγους είναι η υπερπληθώρα πρόδρομων σημαδιών και ο τρόπος διάκρισής τους. Τα σημάδια ότι το μάγμα ανεβαίνει προς την επιφάνεια είναι παρόμοια, ανεξάρτητα από το τελικό αποτέλεσμα. Σε ένα πρώιμο στάδιο της ηφαιστειακής δραστηριότητας, μπορεί να βλέπουμε αλάνθαστα σημάδια ανόδου του μάγματος, αλλά δεν γνωρίζουμε ακόμη αν θα σταματήσει ή τελικά θα εκραγεί, και η διείσδυση μάγματος μπορεί να συνεχιστεί σχεδόν μέχρι την “τελευταία στιγμή” πριν σταματήσει, όπως συνέβη στο Λα Γκραντ Σουφριέρ στη Γουαδελούπη, το 1976. Μερικές φορές, τα προειδοποιητικά σημάδια εντοπίζονται, αλλά υποτιμώνται ή παρερμηνεύονται».

• Ποια είναι η διαφορά του Δείκτη Ηφαιστειακής Εκρηκτικότητας από την εκτίμηση της ηφαιστειακής επικινδυνότητας; «Ο Δείκτης Ηφαιστειακής Εκρηκτικότητας, όπως υπολογίζεται μέσω του αλγορίθμου που αναπτύξαμε με τον συνάδελφο καθηγητή κ. Π. Πομώνη, προβλέπει με ακρίβεια το πόσο καταστρεπτική θα είναι μία ηφαιστειακή έκρηξη, σε μία κλίμακα από το 1 έως το 8. Γενικώς, οι εκρήξεις από το 1 έως το 3 είναι, κυρίως, εκχυτικές [Χαβάη, Ισλανδία, Αίτνα και η πρόσφατη δραστηριότητα (2021) του Κούμπρε Βιέχα στη νήσο Λα Πάλμα]. Οι λάβες μπορούν να κατακλύσουν κατοικήσιμες ή μη εκτάσεις, αλλά συνήθως υπάρχει χρόνος για εκκένωση χωρίς να δημιουργηθεί πανικός. Οι εκρήξεις από το 4 έως το 8 ενέχουν το στοιχείο της βιαιότητας, που σημαίνει ότι η παροξυσμική τους φάση, εάν δεν προβλεφθεί προσεγγιστικά, θα έχει μεγάλες επιπτώσεις, πρωτίστως σε ανθρώπινες ζωές και επιπλέον στο κλίμα κ.λπ. Ο Βεζούβιος, για παράδειγμα, που κατέστρεψε την Πομπηία, είχε δείκτη εκρηκτικότητας 5. Το ίδιο και το ηφαίστειο της Αγ. Ελένης (ΗΠΑ, 18-5-1980).
  Η εκτίμηση της ηφαιστειακής επικινδυνότητας, λοιπόν, όπως το θέτετε, είναι στην ουσία ο υπολογισμός του Δείκτη Ηφαιστειακής Εκρηκτικότητας. Η ποσοτικοποίηση και η αποδοχή της διακινδύνευσης είναι κάτι διαφορετικό. Αυτή η συνταγή λείπει από την ατζέντα του ελληνικού κράτους, το οποίο εκπαιδεύεται, στην κυριολεξία, τώρα στα ηφαίστεια. Είναι εμφανής η αδυναμία δημιουργίας μαθηματικών προτύπων βασισμένων στη μηχανική του συνεχούς μέσου για την ερμηνεία και την πρόβλεψη φυσικών φαινομένων.
  Η δυσκολία της πρόβλεψης του Δείκτη Εκρηκτικότητας ενός ηφαιστείου συνδέεται στενά με την πρόκληση ή όχι συναγερμού από μεριάς Πολιτείας. Ενα τρανό παράδειγμα διλήμματος ψευδούς συναγερμού προέρχεται από τον Βεζούβιο και τις πόλεις γύρω του. Ο πληθυσμός είναι τόσο μεγάλος (περίπου 550.000 στην “κόκκινη” ζώνη επικινδυνότητας) που η εκκένωση θα απαιτήσει τουλάχιστον μία εβδομάδα. Ωστόσο, σπάνια είναι δυνατόν να είναι κανείς σίγουρος ότι ένα ηφαίστειο θα εκραγεί, παρά μόνο λίγες ώρες ή ημέρες πριν από την έκρηξη. Οσο νωρίτερα γίνει η εκκένωση τόσο μεγαλύτερες είναι οι πιθανότητες να είναι επιτυχής, αλλά και τόσο μεγαλύτερες είναι οι πιθανότητες ψευδούς συναγερμού».
• ● Τα ηφαίστεια της Σαντορίνης σε ποια θέση του δείκτη βρίσκονται: «Αναλύοντας τη Σαντορίνη με μεγαλύτερη λεπτομέρεια φαίνεται ότι εκρηκτικότητα με δείκτη 6 είχαν μόνο η μινωική έκρηξη (1613 π.Χ.) και η έκρηξη που έγινε πριν από 21.000 χρόνια (ακρ. Ρίβα/Θηρασιά), ενώ οι εκρήξεις πριν από 184.000 και 172.000 χρόνια είχαν δείκτη εκρηκτικότητας 5-5,5. Σε μελέτη του 2024 τεκμηριώθηκε στη Σαντορίνη μια υποθαλάσσια εκρηκτική δραστηριότητα ηλικίας 520.000 ετών (όλο το σύμπλεγμα βρισκόταν τότε κάτω από το επίπεδο της θάλασσας), που εκτόξευσε υλικά συνολικού όγκου 30 κυβικών χιλιομέτρων, πράγμα που την καθιστά σχεδόν εφάμιλλη σε εκρηκτικότητα με τη μινωική έκρηξη.
  Ας μην ξεγελά κανέναν το γεγονός ότι η Σαντορίνη, επειδή φαίνεται μόνο το χείλος του κρατήρα της πάνω από τη θάλασσα, είναι ένα μικρό ηφαίστειο. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για ένα ηφαίστειο του οποίου το εκτιμώμενο ύψος είναι 3,7 χιλιόμετρα, ισοδύναμο με το ηφαίστειο Ριντζάνι στο Λομπόκ της Ινδονησίας.

Οσον αφορά τον Κολούμπο, ο Δείκτης Εκρηκτικότητας 5 υπολογίσθηκε με τον αλγόριθμό μας χρησιμοποιώντας τα πετρώματα της έκρηξης του 1650 μ.Χ. Οπως και με το ηφαίστειο της Σαντορίνης, αλλά και με κάθε ηφαίστειο, δεν μπορούμε να γνωρίζουμε τον Δείκτη Εκρηκτικότητας του Κολούμπου, αν εκραγεί στον παρόντα χρόνο. Αν, όμως, δώσει εκροές λάβας πριν από τον παροξυσμό, είναι δυνατόν, με τον αλγόριθμό μας, να υπολογίσουμε τον Δείκτη Εκρηκτικότητας αυθημερόν, άπαξ και έχουμε στα χέρια μας τις χημικές αναλύσεις των λαβών (οι οποίες, επίσης, μπορούν να γίνουν αυθημερόν). Αυτή είναι και η τεράστια συμβολή του κλάδου της Πετρολογίας στις προβλέψεις των ηφαιστειακών εκρήξεων. Η πετρολογική παρακολούθηση παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τη γεωμετρία του μαγματικού συστήματος και τις κλίμακες χρόνου ανόδου και έκρηξης του μάγματος, την πιθανή ανάμιξη μεταξύ μαγμάτων διαφορετικής σύστασης και την αναθέρμανση και την αναζωογόνηση μάγματος που είχε προηγουμένως αποθηκευτεί και μερικώς ψυχθεί μέσα στον φλοιό».

 «Το 1982, ο Αμερικανός ηφαιστειολόγος Κρίστοφερ Νιούχολ εισήγαγε την έννοια του ΔΗΕ ως έναν γενικό δείκτη του χαρακτήρα μιας έκρηξης. Τα τελευταία δύο χρόνια η ερευνητική δραστηριότητα της ομάδας μας επικεντρώθηκε στον τρόπο προσδιορισμού του Δείκτη Ηφαιστειακής Εκρηκτικότητας με την αποκλειστική χρήση πετρολογικών πληροφοριών. Στόχος μας ήταν η εκτίμηση της εκρηκτικότητας των ηφαιστειακών κέντρων του ελληνικού ενεργού τόξου και η δημιουργία μιας μεθόδου που να συμβάλει στον σχεδιασμό παρακολούθησης του ηφαιστειακού κινδύνου παγκοσμίως. Για αυτόν τον σκοπό δημιουργήθηκε μία ηλεκτρονική βάση χιλιάδων χημικών αναλύσεων ορυκτών και πετρωμάτων από ηφαίστεια των οποίων ο Δείκτης Εκρηκτικότητας είχε ήδη προσδιορισθεί και ήταν μεγαλύτερος ή ίσος του 3.

Μια αντίστοιχη βάση δεδομένων δημιουργήθηκε και για τα ηφαίστεια του ελληνικού ενεργού τόξου. Κατόπιν, υπολογίσαμε μια σειρά από φυσικοχημικές παραμέτρους που χαρακτηρίζουν τα μάγματα, όπως η θερμοκρασία, η πίεση, η κατάσταση οξείδωσης, η πυκνότητα, το ιξώδες (δηλαδή κατά πόσο παχύρρευστο ή όχι είναι ένα μάγμα) και ο μοριακός όγκος.

Τα πλέον εκρηκτικά μάγματα είναι εκείνα με υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο αλλά και νερό, γνωστά στους γεωλόγους ως ρυόλιθοι. Η έρευνά μας κατέληξε στη δημιουργία ενός αλγορίθμου, με τον οποίο είναι δυνατός ο ακριβής προσδιορισμός του Δείκτη Εκρηκτικότητας ενός ηφαιστείου.

Πόσο διαρκούν οι ηφαιστειακές εκρήξεις

«Ιδιαίτερη σημασία για τον μετριασμό του ηφαιστειακού κινδύνου έχει το χρονικό διάστημα μεταξύ της έναρξης μιας έκρηξης και της κορύφωσης, της παροξυσμικής φάσης της. Αρκετές διάσημες εκρήξεις (π.χ. Κρακατάου, Ινδονησία, 1883, Αγία Ελένη, Δ. ΗΠΑ, 1980, Πινατούμπο, Φιλιππίνες, 1991) κορυφώθηκαν μήνες μετά την έναρξη χαμηλού επιπέδου εκρηκτικής δραστηριότητας, γεγονός που οδήγησε στη λανθασμένη άποψη ότι τα ηφαίστεια προειδοποιούν από μόνα τους και ότι η παρακολούθηση των επικίνδυνων ηφαιστείων από παρατηρητήρια είναι, επομένως, περιττή. Εξετάζοντας το αρχικό χρονικό διάστημα 252 καταστρεπτικών εκρήξεων για τις οποίες διαθέτουμε επαρκή δεδομένα βλέπουμε με απογοήτευση ότι πολλές από αυτές παρέχουν ελάχιστη προειδοποίηση.

Είναι δικαιολογημένα δύσκολο να διατηρηθεί η ευαισθητοποίηση του κοινού κατά τη διάρκεια μακροχρόνιας, χαμηλής εκρηκτικής δραστηριότητας, αλλά είναι επικίνδυνο να υποθέσουμε ότι τα χειρότερα έχουν περάσει μετά την αρχική εκρηκτική φάση. Η πρόβλεψη του τέλους μιας έκρηξης είναι ακόμη πιο δύσκολη από την πρόβλεψη της αρχής της».

Πρώτη δημοσίευση Εφημερίδα Ελεύθερος Τύπος