5. VULCANII ŞI MEDIUL

Deşi, de obicei, oamenii consideră vulcanii şi activitatea vulcanică un fenomen înfricoşător, ca fenomene geologice periculoase vulcanii nu sunt chiar atât de răi. Ei sunt atractivi într-o varietate de moduri, mulţi dintre ei oferind chiar peisaje deosebit de frumoase şi unele dintre cele mai bune staţiuni de schi sau de excursii montane din lume, iar solurile vulcanice sunt foarte productive. Aşadar, ce anume este îngrijorător în privinţa lor?

Acest lucru l-au putut afla locuitorii oraşelor Pompeii şi Herculaneum situate în apropierea vulcanului Vesuviu, în ziua de 24 august 79 A.D., când vulcanul a erupt pe neaşteptate, îngropând cele două oraşe. Vesuviul era inactiv de câteva sute de ani şi era considerat un vulcan „stins”. Pantele sale erau acoperite de vegetaţie, iar craterul său central nu prezenta niciun semn de activitate recentă. În două zile oraşul Pompeii a fost acoperit atât de complet, încât ruinele sale nu au mai fost descoperite până în secolul al 16-lea în timpul unor excavaţii pentru o conductă de apă. Săpăturile sistematice pentru aducerea la laumină a ruinelor nu au început însă până în anul 1738. Această dată marchează începuturile disciplinei pe care noi o cunoaştem sub numele de arheologie. Căderile masive de cenuşă au sufocat mai mult de 3000 de locuitori ai oraşului Pompeii şi au îngropat oraşul sub 6 metri de material piroclastic („rupt de foc”). Herculaneum, situat mai la nord şi în afara direcţiei de deplasare a norului de cenuşă purtat de vânt, a avut o soartă diferită. Vaporii de apă emişi de vulcan au precipitat sub formă de ploaie pe versanţii vulcanului şi s-au amestecat cu cenuşa neconsolidată de pe versantul nordic, transformându-se în curgeri de noroi. Curgerile de noroi au acoperit Heculaneum pe o grosime de 20 de metri. Deşi asemenea curgeri se mişcă, de obicei, foarte repede, locuitorii oraşului probabil că au reuşit să evacueze oraşul, deoarece au fost găsite doar 30 de corpuri sub stratul de noroi consolidat. Probabil că nu se va şti niciodată care a fost numărul victimelor de la Herculaneum, datorită adâncimii mari la care au fost îngropaţi.

Erupţia Vesuviului din anul 79 A.D. ilustrează natura problemelor pe care le pun vulcanii. Vulcanii pot fi activi cu intermitenţe pentru milioane de ani, cunoscându-se că unii vulcani continentali au erupt sporadic de-a lungul a peste 10 milioane de ani. Astfel, dacă perioadele de „adormire” sunt suficient de lungi, pe sau lângă conul vulcanic care va erupe mai târziu se pot forma aşezări umane. Cu toate acestea, cunoscându-se faptul că există o potenţială problemă vulcanică, politicienii, oamenii de ştiinţă şi alţii pot planifica diverse scenarii de erupţie şi evacuare, reducându-se astfel pierderile în cazul în care are loc o erupţie..

Vulcanii. Distribuţie, măsurători.Cea mai mare parte a activităţii geologice periculoase pentru oameni apare

de-a lungul limitelor de plăci tectonice: cutremurele şi vulcanii. Activitatea vulcanică explozivă, care prezintă cea mai mare provocare pentru

viaţa oamenilor şi bunurile lor, apare în principal la limitele convergente de plăci. Exemplul cel mai tipic îl reprezintă aşa-numitul Cerc de Foc Pacificului, unde se întâlnesc 900 dintre cei 1350 de vulcani activi în ultimii 10000 de ani (Noua Zeelandă, Japonia, Alaska, Mexic, America Centrală şi Chile). Vulcanul Erebus din Antarctica este cel mai sudic vulcan din această centură. Circa 250 de vulcani activi se găsesc în Mediterana, incluzând faimoşii vulcani Vesuviu, Etna şi Stromboli. Acesta din urmă a fost numit „farul Mediteranei”, datorită activităţii aproape continui care are loc de mai bine de un secol. Centrele vulcanice cele mai productive, cu activitate mai blândă, mai puţin spectaculoasă, apar de-a lungul plăcilor divergente, în zona crestelor medio-oceanice.

Vulcanismul petelor fierbinţi („hot spots”) poate fi exploziv sau liniştit şi poate apărea pe continente sau în bazinele oceanice.

Vulcanii sunt mult mai numeroşi în emisfera nordică, ceea ce este de interes mai ales pentru meteorologi, deoarece mari cantităţi de cenuşă vulcanică în stratosferă duc la o creştere netă a pierderii de căldură a Pământului, ceea ce afectează climatul. De asemenea, sunt afectate avioanele cu reacţie care zboară la altitudine mare. Orice concentrare de vulcani activi la o anumită latitudine trebuie considerată ca un agent potenţial al schimbării climatului global. Deşi cea mai mare parte a variabilităţii climatice este legată de alte cauze, există exemple istorice de erupţii vulcanice care au afectat clima (erupţia vulcanului Tambora din Indonezia în 1815, erupţia vulcanului El Chichòn din Mexic, în 1982 sau cea a vulcanului Pinatubo din Filipine în 1991).

Impactul asupra oamenilor este determinat de modul în care erupe un vulcan. O erupţie catastrofală, cum a fost cea a vulcanului St. Helens (Statul

Whashinton, SUA) din 1980, are urmări serioase. Simple revărsari de lave ca acelea ale vulcanului Kilauea din Hawaii pot, pe de altă parte, să fie utile pentru turism şi afaceri (cu excepţia agriculturii).

Din păcate nu există scări de măsurare pentru a descrie „mărimea” unei erupţii vulcanice, aşa cum există pentru cutremure. Indexul de Explozivitate Vulcanică are valori care variază de la 0 la 8, în funcţie de volumul de material ejectat, de înălţimea până la care se ridică materialul şi de durata erupţiei. Scara „Clasificării” asociază o anumită erupţie cu un vulcan bine cunoscut, care a avut acelaşi tip de erupţie (Stromboliană, Hawaiiană, Vulcaniană, Pliniană etc.). Scara „Descrieri” implică adjective de tipul blând, exploziv, catastrofal etc.

S-a constatat că potenţialul exploziv al unui vulcan creşte odată cu timpul scurs de la erupţia anterioară. Acest fapt permite recunoaşterea riscului vulcanic al unei regiuni, atunci când data ultimei erupţii este cunoscută. Un alt factor determinant al explozivităţii unui vulcan este vâscozitatea lavei. Aceasta depinde de temperatura lavei şi de compoziţia ei. Vâscozitatea variază invers cu temperatura pentru cele mai multe fluide, inclusiv lava. Compoziţia lavei, în special conţinutul ei în silice (SiO2), influenţează, de asemenea, vâscozitatea. Cu cât conţinutul în silice este mai mare, cu atât lava este mai vâscoasă. Lavele vâscoase cu un conţinut mare de gaze pot acumula o presiune a gazelor aşa de mare, încât devin explozive, în timp ce din lavele fluide gazele scapă cu uşurinţă, fiind deci mai puţin periculoase.

Tipuri de vulcaniTipul erupţiei vulcanice determină formarea structurii sau a conului care este

construit şi numai după aspectul lui se poate obţine o informaţie cu privire la potenţialul de hazard al unui vulcan.

Erupţii liniştite: - vulcanii scut: construiţi de curgeri liniştite de lave dintr-un coş sau

conductă centrală; prin răcire lavele formează bazalte, rocile vulcanice cele mai comune. Cei mai mulţi vulcani scut au origine oceanică, ei fiind întâlniţi în Islanda, Insulele Galápagos şi Insulele Hawaii. Ei sunt construiţi începând de la fundul oceanunlui, strat cu strat, până la elevaţii de mii de metri deasupra nivelului mării.

- erupţii fisurale: în unele zone cu vulcani de tip scut, lavele curg numai din fisuri lungi, formând platouri extinse de lave. Astfel de platouri se întâlnesc în Islanda, India, Rusia şi Statele Unite.

Erupţii explozive: - conuri compuse (stratovulcani): aceste conuri au sute de metri

grosime, cu un profil concav şi un coş central. Conurile compuse sunt

stratificate, constând din alternanţe de strate de produse piroclastice ejectate de vulcan în timpul erupţiei cu curgeri de lave. Unele dintre cele mai frumose atracţii turistice din lume sunt reprezentate de astfel de conuri, cum ar fi Muntele Vesuviu în Italia, Muntele Fujiyama din Japonia, Muntele Rainier din Statele Unite etc.

- caldera este un crater vulcanic mult mai larg decât coşul care îl alimentează. Se poate forma prin dezintegrarea explozivă a vârfului unui vulcan, prin colapsul în camera magmatică sau prin ambele mecanisme. Parcul Yellowstone ocupă câteva caldere uriaşe, iar în europa este binecunoscută caldera formată după erupţia din anul 79 A.D. a vulcanului Vesuviu.

- domurile de lave sunt structuri vulcanice cu flancurile abrupte, rezultând din erupţia unei magme foarte vâscoase, cu conţinut scăzut de gaze.

- conurile de cenuşă sunt cele mai mici şi mai numeroase conuri vulcanice. Sunt construite din material piroclastic de toate dimensiunile. Un astfel de con vulcanic, numit Paricutín, a apărut peste noapte în anul 1943 în lanul de porumb al unui ţăran Mexican.

Hazarde vulcaniceVulcanii se află pe poziţia a treia în topul celor mai periculoase hazarde

naturale, din punct de vedere al pierderilor de vieţi omeneşti, după inundaţiile din zonele de coastă datorate taifunurilor sau uraganelor şi cutremure.

Hazardele vulcanice sunt reprezentate de:- Curgeri de lave, care pot distruge locuinţe şi alte construcţii, drumuri,

terenuri agricole şi forestiere. Pericolul, în general, nu scade cu creşterea distanţei faţă de centrul erupţiei;

- Căderi şi curgeri de piroclastite. Curgerile de piroclastite sunt amestecuri de gaze fierbinţi şi material piroclastic care se deplasează peste formele de relief cu viteze mari. O astfel de curgere de piroclastite a ucis 30000 de oameni în anul 1902 în timpul erupţiei vulcanului Mont Pelée din Martinica. Materialul piroclastic mai fin (cenuşi) poate fi purtat de curenţii de aer la distanţe mari de centrul de erupţie şi la altitudini mari în stratosferă, constituind apoi căderile de cenuşi, care pot avea efecte dezastruoase pentru agricultură, dar nu numai.

- Curgeri de debrite. Apa din precipitaţiile abundente, zăpada care se topeşte, un lac sau un râu pot mobiliza fragmentele (debrite) de pe flancurile unui vulcan şi le pot deplasa la mare distanţă, formând depuneri groase de rocă şi cenuşă. Ele mai sunt cunoscute şi sub numele de lahar, de la termenul utilizat în Indonezia. Astfel de curgeri masive de debrite s-au produs în 1980 ca urmare a erupţiei vulcanului St. Helens (SUA) sau, cu efecte mult mai catastrofale, în 1985 ca urmare a erupţiei, de altfel blânde, a vulcanului Nevado del Ruiz din Columbia, când au fost îngropaţi sub curgerile de material mobilizat de topirea zăpezii şi gheţii mai mult de douăzeci de mii de oameni.

- Tsunami. Valurile uriaşi generate de erupţii vulcanice sunt mult mai rare decât cele generate de cutremure şi au loc, în general, în vestul Oceanului Pacific şi Indonezia. Explozia din 1883 a vulcanului Krakatoa din Indonezia, care a fost auzită până la o distanţă de circa 3000 de kilometri şi a generat un nor de cenuşă care a ajuns până la 80 de km în atmosferă, a stat la originea unui val oceanic de 35 de metri înălţime, care a fost, de fapt, cauza

morţii celor 36000 de mii de oameni. Valul a făcut ocolul Pământului traversând Pacificul şi ajungând în Canalul Mânecii cu o înălţime de un metru.

- Probleme climatice. Cenuşile fine aruncate în atmosferă în urma erupţiilor explozive pot produce dereglări de amploare ale climatului pe termen scurt, dar uneori cu urmări importante, datorită particulelor de material vulcanic care împiedică pătrunderea radiaţiei solare spre suprafaţa Pământului. Cantitatea mare de material aruncat în atmosferă de către erupţia fisurii Laki din Islanda în anul 1783 a avut drept consecinţă o iarnă deosebit de grea în Europa. Erupţia din 1815 a vulcanului Tambora din Indonezia a avut ca urmare un an fără vară şi fără recolte în zona Indoneziei, ceea ce agenerat o perioadă de foamete în regiune.

- Emanaţiile de gaze. Gazele asociate erupţiilor vulcanice, reprezentate în principal de vapori de apă şi gaze sulfuroaase, pot duce prin combinarea lor la apariţia acidului sulfuric, care este coroziv pentru metale şi poate distruge sau avaria părţile metalice ale construcţiilor. Un alt gaz asociat erupţiilor vulcanice este dioxidul de carbon, care chiar dacă nu este un gaz otrăvitor, atunci când este emanat în cantităţi foarte mari poate duce la evenimente precum cel care avut loc în 1982 lângă lacul Nyos din Camerun, când în urma eliberării de pe fundul lacului a unei cantităţi imense de dioxid de carbon de origine vulcanică peste 1700 de oameni au murit asfixiaţi.

Micşorarea efectelor erupţiilor vulcanice şi predicţiePentru reducerea efectelor curgerilor de lave se folosesc diguri şi baraje care

să devieze curgerile spre zone neconstruite sau unde pagubele sunt minore. În Islanda se practică stropirea cu apă de mare a curgerilor de lave, care astfel se solidifică cît mai departe de zonele locuite, evitându-se distrugerile.

Predicţia erupţiilor vulcanice se poate face cu multă precizie, măsurând mişcările seismice de mică amploare produse de mişcarea lavei în camera magmatică. De asemenea, se poate măsura deformarea flancurilor cu ajutorul senzorilor dispuşi pe suprafaţa vulcanului. Odată ce erupţia a fost prezisă se pot lua măsuri de evacuare sau de protecţie a populaţiei din zonele adiacente vulcanului, mai ales dacă vulcanul este cunoscut ca având potenţial exploziv.