science >> Wetenschap >  >> Geologie

Kunnen mensen een vulkaanuitbarsting forceren?

Terwijl de lucht vurige tinten roze en paars kleurt, bezoekers kijken naar de lava die in de oceaan stroomt vanaf de uitbarsting van Kilauea, een vulkanische krater in het Hawaii Volcanoes National Park. Douglas Peebles/Corbis via Getty Images

De laatste keer dat de Pavlof-vulkaan in Alaska uitbarstte, in maart 2016, het wierp een aswolk van 400 mijl (640 kilometer) uit naar een hoogte van 37, 000 voet (11, 277 meter). De stroom van scherpe, gepoederde steen stilgelegd vliegverkeer en belangrijke snelwegen.

Op 28 juli, de U.S. Geological Survey verhoogde het alarmniveau voor Pavlof, die klaar leek om het opnieuw te doen.

Maar vulkaanuitbarstingen zijn notoir onvoorspelbaar. De USGS verhoogde in mei het alarmniveau voor Pavlof, te, maar er gebeurde niets. Hans Lechner, promovendus in de geologie en technische wetenschappen aan de Michigan Technological University, zegt dat vulkanologen de timing nog niet hebben ontdekt.

"Een vulkaan kan alle tekenen van een naderende uitbarsting vertonen, " schrijft Lechner in een e-mail, "verhoogde seismiciteit, hoge gasstroom, oppervlaktevervorming, maar dan nooit echt uitbarsten en na verloop van tijd terugkeren naar het basisniveau."

Of, hij zegt, het kan geen van de tekenen van een naderende uitbarsting vertonen, en dan uitbarsten.

Er zijn mensen in het veld die mijmeren over het offensief gaan - de vulkanische "preventieve aanval, "Als je wilt. Het idee is, mensen veranderen op de een of andere manier het uitbarstingsproces, hetzij door een uitbarsting onder gecontroleerde omstandigheden te initiëren of door de energie van een dreigende uitbarsting te verlagen, om de daaruit voortvloeiende schade te beperken.

Onpeilbare kracht

De energie die bij een vulkaanuitbarsting betrokken is, tart de verbeelding. De beruchte Etna in Italië spuwde ongeveer 10 kubieke meter lava per seconde tijdens de vier maanden durende uitbarsting in 1983. Lechner meldt dat in 1991, De eerste ontploffing van Mount Pinatubo wierp ongeveer 2,4 kubieke mijl (10 kubieke kilometer) materiaal uit naar een hoogte van ongeveer 25 mijl (40 kilometer).

We moeten voorbij de misvatting dat een magmakamer is als een met vloeistof gevulde ballon of frisdrankfles waar we voorzichtig een rietje in kunnen steken en de lava en het gas eruit kunnen zuigen.Hans Lechner, promovendus in de geologie en technische wetenschappen, Michigan Technologische Universiteit

Lechner noemt dit 'enorme hoeveelheden energie'. Het vindt zijn oorsprong diep in de aarde, waar extreme temperaturen en drukken steen kunnen doen smelten.

Gesmolten steen, of magma, is lichter dan massief gesteente, dus het stijgt, het vormen van een "magmakamer" die omhoog beweegt door de aardkorst. Naarmate het volume magma groeit, de druk in de kamer neemt toe, het forceren van magma door de "openingen" van de vulkaan - buizen gevormd door eerdere uitbarstingen, aan het oppervlak afgesloten door een "deksel" van steen.

Als de druk hoog genoeg wordt, en een ventilatieopening opent zich plotseling naar de atmosfeer, de snelle drukverlaging zorgt ervoor dat gassen uit de oplossing komen, waardoor het magma explodeert. Het spuwt door de open ventilatieopeningen samen met vulkanische as (verpulverd gesteente), stoom en verschillende gassen. In het geval van Mount St. Helens in 1980, Lechner zegt dat extreme druk een ontluchtingsdeksel had gedwongen naar buiten te puilen (een klassiek teken van een naderende uitbarsting), en een aardverschuiving nam het af.

Nooit een vulkaan vernietigen

Om die uitbarsting te wijzigen, Lechner theoretiseert, "Ik veronderstel dat mensen de aardverschuiving hebben veroorzaakt, of verwijder de deklaag ["deksel"] door, zeggen, opgraving of zelfs ontploffing van een nucleair apparaat."

Maar een vulkaan vernietigen zou heel stom zijn om te doen. De vulkaan zou nog steeds explosief uitbarsten, volgens zijn eigen schema, maar nu met de extra horror van nucleaire fall-out.

Boren in de magmakamer om de druk te verminderen is uit, te. Vulkanoloog Erik Klemmeti, schrijven op Wired in 2012, vergeleek die theorie met 'proberen dood te bloeden met een naaldprik'.

En we konden een uitbarsting niet afwenden door de kamer langzaam te ontluchten, of.

"We moeten de misvatting overwinnen dat een magmakamer is als een met vloeistof gevulde ballon of frisdrankfles waar we voorzichtig een rietje in kunnen steken en de lava en het gas eruit kunnen zuigen, " schrijft Lechner. "We hebben het over drukken en hoeveelheden materiaal die de capaciteit van door de mens gemaakte apparatuur te boven gaan."

Hij zegt dat we met enorme pijpen - honderden meters in doorsnee - enkele kilometers naar beneden moeten boren om de vulkanische output die uit de kamer stroomt te verwerken. De leidingen zouden bestand moeten zijn tegen temperaturen boven de 3, 600 graden Fahrenheit (2, 000 C) en druk "buiten onze mogelijkheden om te beheren en zelfs te begrijpen."

En dan, hij voegt toe, er zijn nog steeds de "gassen die uit de oplossing komen, snel drukloos maken en met geweld ontsnappen" om mee om te gaan.

Lava, anderzijds

In het algemeen, het lijkt erop dat het grootste probleem van menselijke modificatie van vulkaanuitbarstingen is dat het lachwekkend onmogelijk is. Vulkanen zijn te groot, en vulkaanuitbarstingen zijn te krachtig.

Nog, zegt Janet Babb, geoloog bij het USGS Hawaiian Volcano Observatory, de mensheid is niet geheel zonder modificatiemogelijkheden.

"Mensen kunnen een uitbarsting niet stoppen of beheersen, " Babb schrijft in een e-mail, "maar [mensen] hebben enkele acties ondernomen om producten te beheersen die uit een vulkaan zijn uitgebarsten."

Omleiden van lavastromen, bijvoorbeeld. Babb wijst naar de Etna en die uitbarsting van 1983 die we eerder noemden, waardoor lava naar bevolkte gebieden stroomde. Met de lavastroom die drie steden dreigt te overspoelen, arbeiders bouwden wanhopig een systeem van enorme puinbarrières om het om te leiden. Oregon State's Volcano World onderschrijft een foto van de epische inspanning als volgt:"Tweehonderd mannen bouwden een puinbarrière van ongeveer 10 meter hoog, 100 voet (30 m) breed en 1, 200 voet (400 m) lang. Let op het naderen van een [lava]stroom." De barrières leidden de lava met succes om.

Maar pogingen om lavastromen te leiden door ze te bombarderen zijn over het algemeen mislukt. Ze koelen is veelbelovend gebleken, hoewel:in 1973, toen lava van een vulkaan op het IJslandse eiland Heimaey de steden binnenstroomde, ambtenaren bouwden barrières om de voortgang te stoppen en gooiden zeewater op de lava om het af te koelen, vertraag de stroom en help het uitharden. De barrières hielden de laag-energetische lavastroom tegen.

Wat betreft het uitoefenen van controle voordat de lava begint te stromen, Lechner zegt dat het "voornamelijk sciencefiction-dagdromen" is. Niemand kijkt ernaar. Vulkanologisch onderzoek richt zich op het bevorderen van methoden voor monitoring en voorspelling.

"Echter, " hij schrijft, "Het is niet absurd om te denken dat onze eigen overmoed ons zou kunnen aanmoedigen om te proberen een vulkaanuitbarsting te wijzigen. Mensen hebben een geschiedenis van grootschalige technische hoogstandjes die het oppervlak van de aarde voor altijd hebben veranderd."

De USGS heeft op 8 augustus de verhoogde waarschuwingsstatus voor de Pavlof-vulkaan in Alaska verlaagd. Vals alarm.

Dat is nou cool

Op 29 juli, fotografen ontdekten dat de uitbarstende Kilauea-vulkaan in Hawaï een gigantische lava-smiley droeg.