Volkanların yakınında yaşayan insanlar için tehlike, lav akışlarının ve kül bulutlarının ötesine geçer. Bazı patlayıcı patlamalar, St. Helens, Washington ve Anak Krakatau, Endonezya’daki gibi bir yanardağın kenarlarının dramatik çökmelerine yol açabilir. İkincisi, 1883’teki tarihi patlamalarından çoğu ölümden dolayı tetiklenen tsunamiler tetiklendi.
Ancak bu tür felaketlerin arkasındaki bilim ve kesin tetikleyiciler büyük ölçüde bilinmemektedir. Bilim adamlarının yanlar veya yamaçlar olarak da bilinen yanardağ taraflarının çöküşünü tahmin etmesine yardımcı olmak için, Penn Eyaletinin Hesaplamalar ve Hesaplamalı Bilimler Dairesi Müdürü Doçent olan Christelle Wauthier, Hesaplamalı ve Veri Bilimleri Enstitüsü’nde Müdür Direktörü, A Volcano’nun istikrarını ölçebilen yeni modellerin geliştirilmesine yol açtı.
Modeller, yayınlanan Jeofizik Araştırma Dergisi: Katı Dünyayerden çok önce çökme potansiyelini değerlendirerek yerel yetkililere ve topluluklara yardımcı olabilir.
Wauthier, “Volkanın altındaki magma girişi, kabuğu muazzam bir baskı altına sokuyor – su basıncından daha güçlü.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Volkanın istikrarsızlaştırılmasına ve çökmeye yol açabilecek kayalar üzerinde büyük bir güç uygulanıyor. Ancak istikrarsızlığı destekleyecek kesin koşulları gerçekten bilmiyoruz ve tetikleyici faktörleri değerlendirmek oldukça karmaşık.”
Kısmen, Hawaii’deki çöküş yaşanan yerler de dahil olmak üzere volkan yamaçlarının gerçek dünyası örneklerinden çizim, Wauthier ve araştırma ortakları, eğimlerin değişen koşullar altında yükselen magmaya nasıl tepki vereceğini tahmin etmenin bir yolunu geliştirdiler. Magma, Dünya’nın yüzeyine çıktıktan sonra lav haline gelen erimiş kayadır. Ayrıca, kararlılıktaki beklenen değişikliklere paralel olarak yüzeyin kaymasının az ya da çok olası olacağını değerlendirdiler.
Yeni modelleri magma konumunun önceden bilgisine dayanıyor. Bir yanardağ altında yükselen magma, mevcut arızalarda kaymayı zorlayabilir – iki blok kaya bloğunun birbirine göre hareket edebileceği alanlar. Bu noktalardaki kayma sonunda çökmeye yol açabilir.
Yeryüzü ve çevre sistemleri enstitüsü, bir çöküş gerçekleşmeden önce bir dakikaya veya saate kadar riskli bir kanat izlemek için volkanın hangi alanının çökmeye daha duyarlı olduğu hakkında bir fikriniz varsa, sismometreler veya GP’ler gibi yer tabanlı sensörleri yerleştirebilirsiniz. “Dedi.
Tahminler yapmaya yardımcı olmak için, araştırma ekibi hata düşüşlerine veya yatay yüzeye göre bir hata veya kaya kırığı açısına odaklandı. Araştırmacılar, yüzeyin altında sığ fay düşüşleri olan eğimlere yol açma olasılığının daha yüksek olduğunu buldular – özellikle Magma, volkan zirvesi altında kabuğu açarsa. Araştırmacılar, bir oyun alanı slaytındaki yan yana blok yığınları gibi, daha dik kanatlar üzerinde daha dikey arıza düşüşleri de istikrarsızlığa eğilimli.
Topografinin, diğer çalışmalarda sıklıkla ihmal edilen bir faktör olan yer hareketinin tahminleri üzerinde büyük bir etkisi olduğunu belirtmişlerdir.
Wauthier, “Bu temel araştırma, belirli çöküş tehlikelerini ve yanardağın istikrarsızlığa daha duyarlı alanlarını daha iyi değerlendirmek için yararlı uygulamalara sahip olabilir.” Dedi. “Uzun vadede, bu tür araştırmaların zorlanması, volkan-bağımlı toplulukların gerektiğinde bir çöküşün önünde hazırlanmaları ve tahliye edilmeleri için zaman vererek yardımcı olabilir.”
Tarihsel olarak, volkanik aktivitenin neden olduğu çökmelerin özellikle insan yaşamı için tehditkar olduğunu söyledi. Mayıs 1980’de St. Helens Dağı patladığında, çöküşü magma rezervuarının kapağını çıkardı ve daha da büyük, daha şiddetli bir patlayıcı patlamaya neden oldu. Toplamda, St. Helens Dağı patlamasında 57 kişi öldü; 27 köprü ve yaklaşık 200 ev yok edildi.
Bir asır önce, Ağustos 1883’te Volkanik çöküş örneği olan Anak Krakatau’nun patlaması 36.000’den fazla ölüme yol açtı ve düzinelerce köyü mahvetti. Tsunamilerden gelen dalgalar 100 metreden daha yüksekliğinde kaydedildi.
Aralık 2018’deki yanardağın çöküşü ve patlamasının ardından, büyük bir tsunami ortasında 400’den fazla kişi öldü. Wauthier ve meslektaşları da bu olayı incelediler, dağın yanında yıllardır kayıyordu.
Araştırmaları, volkanlar, heyelanlar ve depremlerden doğal tehlikeleri azaltmaya odaklanan Wauthier, “Bu çökmeler çok, çok tehlikeli olabilir” dedi.
En patlayıcı yanardağların, bir tektonik plakanın diğerinin altına yıkıldığı veya gömüldüğü batırma yayları boyunca oluştuğunu söyledi. Endonezya ve Alaska’daki Aleutian Adaları da dahil olmak üzere birçok batma bölgesi volkanı sahil şeridi boyunca yer almaktadır. Wauthier, Hawaii’deki volkanlar da yerlerde kararsız olabilir, ancak Wauthier, batma alanlarındakiler kadar patlayıcı olmasa da.
Takip araştırmaları, model hesaplamalarının güçlendirilmesine ve modellerin diğer değişen koşullar altında test edilmesine odaklanabileceğini söyledi.
Çalışmaya katkıda bulunanlar, Wauthier’in Penn State’deki Geosciences grubunda eski bir lisansüstü öğrencisi ve doktora sonrası bilim adamı; Jay Sui Tung, Texas Tech Üniversitesi’nde jeofizikte yardımcı doçent; ve Güney Dakota Maden ve Teknoloji Okulu’nda jeoloji ve jeoloji mühendisliği profesörü Timothy Masterlark.
