Naukowcy stworzyli mapę 3D wnętrza wulkanu na La Palmie

Naukowcy z Włoch i Wysp Kanaryjskich dokonali prawdziwego przełomu w wulkanologii. Dzięki analizie ponad 17 tysięcy mikrowstrząsów ziemi udało im się stworzyć pierwszą w historii trójwymiarową mapę wnętrza wulkanu Tajogaite na La Palmie. To bezprecedensowe osiągnięcie może zrewolucjonizować sposób przewidywania przyszłych erupcji wulkanicznych na całym świecie.

Wyjątkowa okazja do zbadania młodego wulkanu

Wulkan Tajogaite, który rozpoczął swoją aktywność w dolinie Aridane 19 września 2021 roku, stanowił wyjątkową okazję dla naukowców. “Była to niepowtarzalna możliwość obserwacji nowo narodzonego wulkanu, gdy jego wewnętrzne struktury są nadal rozżarzone i aktywne” – wyjaśnia Luca D’Auria, dyrektor działu nadzoru wulkanicznego w Instytucie Wulkanologii Wysp Kanaryjskich (Involcan).

Badanie, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie “Geophysical Research Letters”, zostało przeprowadzone przez zespół naukowców z Narodowego Instytutu Geofizyki i Wulkanologii (INGV) we Włoszech oraz Involcan. Wyniki tej współpracy międzynarodowej otwierają nowe perspektywy w dziedzinie przewidywania zagrożeń wulkanicznych.

Sztuczna inteligencja w służbie wulkanologii

Kluczem do sukcesu okazała się tomografia sejsmiczna – zaawansowana technika obrazowania wykorzystująca fale sejsmiczne. Naukowcy zainstalowali 17 tymczasowych stacji sejsmicznych wokół stożka wulkanicznego natychmiast po erupcji. Instrumenty te przez dziewięć miesięcy rejestrowały tysiące mikrowstrząsów generowanych przez procesy skurczu termicznego i ruch gazów uwalnianych ze stygnącej magmy.

“Dzięki sztucznej inteligencji byliśmy w stanie przeanalizować ponad 17 tysięcy mikrowstrząsów ziemi, automatycznie rozróżniając użyteczne fale sejsmiczne” – podkreślają autorzy badania. Ta technologia pozwoliła na stworzenie trójwymiarowego obrazu pierwszych 1500 metrów pod wulkanem, obejmującego obszar 15,62 km³ – sześcian o boku 2,5 kilometra.

Odkrycie struktury wewnętrznej wulkanu

Analiza wzorców prędkości różnych fal sejsmicznych dostarczyła fascynujących informacji o temperaturze i obecności płynów wewnątrz wulkanu. Wyniki pokazały wyraźne różnice między płytkimi a głębszymi obszarami struktury wulkanicznej.

W płytkich częściach wulkanu naukowcy zaobserwowali niski stosunek prędkości fal, co wskazuje na porowate skały nasycone gazem lub parą wodną. Na większych głębokościach wartość ta znacznie wzrastała, sygnalizując obecność płynów. “Ta zmienność pokazuje nam, jak ciśnienie wpływa na stan płynów wewnątrz wulkanu: na głębokości pozostają one w stanie płynnym, podczas gdy wyżej przekształcają się w fazę gazową” – wyjaśnia Sergio Gammaldi, badacz z Obserwatorium Wezuwiusza INGV.

Identyfikacja głównego kanału magmowego

Jednym z najważniejszych odkryć było zidentyfikowanie głównego kanału magmowego – szczeliny, przez którą lawa i gazy wydostawały się na powierzchnię podczas erupcji Tajogaite. To pierwsza tak szczegółowa mapa niedawno uformowanego wulkanu monogenetycznego, czyli takiego, który powstał w wyniku pojedynczej erupcji.

Wyniki badania ujawniły również szybki rozwój systemu hydrotermalnego w młodym wulkanie, z podziemną wodą i gazami tworzącymi złożoną sieć kanałów i komór. Te informacje są kluczowe dla zrozumienia procesów zachodzących w podobnych strukturach wulkanicznych na całym świecie.

Przełom w przewidywaniu zagrożeń wulkanicznych

Znaczenie tego badania wykracza daleko poza samą La Palmę. Naukowcy podkreślają, że zebrane dane dostarczają cennych informacji do przewidywania i monitorowania przyszłych erupcji, nie tylko na Wyspach Kanaryjskich, ale także w innych regionach o podobnej aktywności wulkanicznej.

“Badanie nowo narodzonego wulkanu od środka to nie tylko wyzwanie naukowe – oznacza to również zwiększenie naszej zdolności do zapobiegania zagrożeniom na obszarach zamieszkałych przez miliony ludzi” – podsumowuje D’Auria. Ta pionierska praca otwiera nowe możliwości dla wulkanologii i może przyczynić się do lepszego zabezpieczenia społeczności żyjących w pobliżu aktywnych wulkanów na całym świecie.