فوران آتشفشان دیگر پدیده‌ای غیرقابل پیش‌بینی نیست!

به گزارش خبرنگار گروه دانش و فناوری خبرگزاری آنا، یک مطالعه هفت ساله نشان می‌دهد که تغییرات در ایزوتوپ‌های خاص مرتبط با ماگما می‌تواند برای پیش‌بینی ناآرامی‌های آتشفشانی استفاده شود. دانشمندان راهی برای استفاده از نسبت اتم‌ها در گاز‌های خاص ایجاد شده به وسیله شکاف‌های سطح زمین یافته‌اند برای تشخیص اینکه چه اتفاقی برای ماگما در اعماق زمین می‌افتد.

این روش جدید که توسط گروهی از دانشمندان دانشگاه توکیو کشف شده، بسیار شبیه آزمایش خون در بررسی سلامتی شماست و می‌تواند نشان دهد که مواد در حال «گرم شدن» هستند. به این ترتیب به طور قابل توجهی می‎‌تواند در پیش بینی فوران‌های آتشفشانی آینده کمک کند.

**یافته‌های جدید می‌تواند روش‌های پیش‌بینی فوران آتش‌فشان‌ها را متحول کند؟

اکنون دانشمندان نشان می‌دهند که می‌توانند با مشاهده تغییرات نسبت آرگون-۴۰ به هلیوم-۳، میزان کف آلود بودن ماگما را تعیین کنند، آن‌ها می‌توانند از درجه «کف» برای پیش‌بینی احتمال نوع خاصی از فوران استفاده کنند.

بیشتر بخوانید:

درختان باستانی می‌توانند تاریخ فوران عظیم‌ترین آتشفشان‌ها را مشخص کنند

لایه ازون ضدآفتاب طبیعی سیاره آبی/ اتحاد بی‌سابقه کشورهای جهان برای سلامت زمین

پروفسور هیروچیکا سومینو از یک مرکز تحقیقات علوم و فناوری پیشرفته توضیح می‌دهد: «ما می‌دانستیم که نسبت ایزوتوپ هلیوم گه‌گاه از مقدار کم، مشابه هلیوم موجود در پوسته زمین، به یک مقدار تغییر می‌کند که از ارزش بالایی برخوردار است مانند آنچه در گوشته زمین هنگام افزایش فعالیت ماگما رخ می‌دهد؛ اما نمی‌دانستیم که چرا در طول ناآرامی‌های ماگمایی هلیوم مشتق شده از گوشته بیشتری داشتیم». این گروه برای نتیجه‌گیری  به مدت ۷ سال گاز‌های اطراف آتشفشان فعال کوساتسو-شیرانه را زیر نظر گرفتند.

سومینو و گروهش تصمیم گرفتند گاز‌ خارج شده از آتشفشان فعال کوساتسو-شیرانه در استان گونما را که در ۱۵۰ کیلومتری شمال غربی توکیو قرار دارد، به طور دقیق بررسی کنند. آن‌ها از سال ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۱ در فواصل زمانی چند ماهه اقدام به نمونه‌برداری از این کوه کردند. پس از جمع آوری نمونه‌ها، آن‌ها به آزمایشگاه بازگشته و از ماشین آلات پیشرفته‌ای به نام طیف سنج جرمی گاز نجیب برای ارزیابی آن‌ها استفاده کردند. با استفاده از این ابزارها آن‌ها می‌توانند ترکیبات ایزوتوپی از جمله ایزوتوپ‌های فوق‌العاده‌ای مانند هلیوم-۳ را که معمولا بیشتر در گوشته زمین یافت می‌شوند تا در پوسته یا هوا به دقت تعیین کنند.

**فوم ماگما منبع گاز ماگما با سیستم هیدروترمال آتشفشان را کنترل می‌کند

سومینو می‌گوید «ما موفق شدیم از ماگمای مایع تغییراتی را در نسبت آرگون-۴۰ و هلیوم-۳ مشتق از ماگما شناسایی کنیم؛ ما با استفاده از مدل‎‌های کامپیوتری، دریافتیم که این نسبت نشان می‌دهد ماگمای زیرزمینی چقدر کف کرده و حباب‌هایی از گاز‌های آتشفشانی ایجاد می‌کند. همچنین میزان فوم ماگما تا چه اندازه در کنترل گاز خارج شده از دهانه به سیستم هیدروترمال زیر یک آتشفشان و میزان شناور بودن ماگما تاثیر دارد».

این محقق ادعا می‌کند که خطر «فوران فریاتیک» با مقدار گازی که به سیستم هیدروترمال زیر یک آتشفشان عرضه می‌شود، مرتبط است. فوران فریاتیک به هنگام افزایش فشار آب در سیستم گرمابی ایجاد می‌شود؛ علاوه بر این، شناوری ماگما بر سرعت صعود آن تاثیر می‌گذارد.

به گفته سومینو «وقتی یک آتشفشان را با بدن انسان مقایسه می‌کنید، روش‌های ژئوفیزیکی مرسوم که با مشاهدات زمین‌لرزه‌ها و تغییر شکل پوسته نشان داده می‌شوند، شبیه گوش دادن به ضربان قلب در قفسه سینه و اندازه‌گیری اندازه بدن هستند».

**پاسخ به پرسشی چالش‌برانگیز

این دانشمند توضیح می‌دهد «در جریان این معاینات تعیین اینکه چه مشکلی در سلامتی باعث ایجاد صدای غرش در قفسه سینه یا افزایش ناگهانی وزن در این مواقع می‌شود، چالش برانگیز است. از سوی دیگر تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی و ایزوتوپی عناصر موجود در گاز‌های فومارولیک، شبیه آزمایش تنفس یا خون است. این بدان معناست که ما به دنبال مواد واقعی هستیم که مستقیماً از ماگما گرفته شده تا دقیقاً بدانیم چه اتفاقی در آن رخ داده است. اکنون ما در حال توسعه یک طیف‌سنج جرمی قابل حمل برای نظارت بر زمان واقعی نسبت ایزوتوپ‌های گاز نجیب هستیم».

در حال حاضر گروه باید نمونه‌های گاز را در میدان جمع‌آوری کرده و برای تجزیه و تحلیل به آزمایشگاه منتقل کند. آن‌ها فاش می‌کنند که این عمل نه تنها دشوار، بلکه زمان بر است. با در نظر گرفتن این موضوع، سومینو قصد دارد ابزار جدیدی ایجاد کند که به آن‌ها امکان می‌دهد تحلیل‌های مشابه را در زمان واقعی و خارج از میدان انجام دهند.

به گفته سومینو آن‌ها به دنبال توانایی تشخیص تغییرات در فعالیت ماگما در اسرع وقت هستند، برای این منظور آن‌ها در حال توسعه یک طیف سنجی جرمی قابل حمل برای نظارت بر زمان واقعی نسبت ایزوتوپ‌های گاز نجیب از گاز‌های فومارولیک هستید. گام بعدی آن‌ها ایجاد یک پروتکل تجزیه و تحلیل گاز‌های نجیب با این ابزار جدید است تا بتوان آن را به واقعیت تبدیل کرده و تمام آتشفشان‌های فعال یا حداقل آن‌هایی که پتانسیل ایجاد فاجعه برای ساکنان محلی دارند را به صورت ۲۴ ساعته و هفت روزه تحت نظارت داشته باشند.

انتهای پیام/4144