Tutkijat seuraavat kasvukipuja: Tulivuorten synnytysosasto

Hyvin pian luhistumisensa jälkeen tulivuoret alkavat koota itseään uudelleen. Tämän prosessin jäljittelemiseksi on kerätty tietoa tulivuoritoiminnasta yli 60 vuotta. Tutkimus tähtää siihen, että luonnonkatastrofien uhrimäärä saadaan mahdollisimman pieneksi.

Hyvin pian luhistumisensa jälkeen tulivuoret alkavat koota itseään uudelleen. Tämän prosessin jäljittelemiseksi on kerätty tietoa tulivuoritoiminnasta yli 60 vuotta. Tutkimus tähtää siihen, että luonnonkatastrofien uhrimäärä saadaan mahdollisimman pieneksi.

Ivan Koulakov

Vaikka pimeys oli laskeutunut jo pari tuntia aikaisemmin, hiekka oli yhä kuumaa Indonesiassa Tanjung Lesungin rannalla. Lähelle merta rakennetulla lavalla esiintyi poprockbändi Seventeen. Yleisö taputti musiikin tahtiin.

Vain hetkeä myöhemmin kaikki oli yhtä kaaosta, sillä metrien korkuinen hyökyaalto oli yllättäen vyörynyt rannalle ja kaapannut ihmiset mukaansa.

Kun aurinko nousi 22. joulukuuta 2018, monet pienet turistikylät olivat raunioina ja yli 420 ihmistä oli menettänyt henkensä. Kuolonuhrien joukossa olivat melkein kaikki Seventeen-yhtyeen jäsenet. Vain laulaja oli pelastunut kuin ihmeen kaupalla.

Hyökyaallon aiheutti mittava äkillinen Anak Krakatau -tulivuoren vyörymä, joka liittyi sen odottamattomaan purkaukseen.

Anak Krakatau sijaitsee kolmen saaren keskellä Jaavan ja Sumatran välissä. Sijainnin vuoksi rannikkoseutujen asukkaat ovat alttiina tulivuorenpurkauksen aiheuttaman tsunamin vaaralle.

© Sentinel-2/MDPI/Lotte Fredslund

Kiviaines vyöryi pitkin tulivuoren kylkeä. Saavuttaessaan meren vyörymä siirsi valtavasti energiaa veteen ja nostatti tsunamin, joka lähti varoittamatta liikkumaan kohti lähimpiä rantoja.

Tutkijaryhmä on kerännyt yli 60 vuotta tietoa tulivuorten romahtamisesta ja uudelleen rakentumisesta. Tämän aineiston avulla pyritään estämään Tanjung Lesungissa tapahtuneen luonnonkatastrofin kaltaisia tuhoisia yllätyksiä.

Tulivuori paljastaa elinkiertonsa

Anak Krakataussa tapahtuneen kaltainen vyörymä on vain yksi tapa, jolla tulivuoret aiheuttavat vaaraa silloin, kun magman paine kasvaa.

Hyvin usein purkaus pääsee yllättämään siitäkin huolimatta, että viime vuosikymmeninä on opittu paremmin tulkitsemaan pieniä maanjäristyksiä, kaasupäästöjä ja maankuoren korkeudenvaihteluja, jotka kaikki ovat vihjeitä siitä, että vuori kihisee ja alkaa olla valmis raivoamaan.

Tähän asti tutkijoilta on puuttunut tietoa monille tulivuorille ominaisesta elinkierrosta, johon kuuluvat sekä valtava, esimerkiksi toisen kyljen tai kraatteria ympäröivän kartion tuhoava, purkaus että satoja tai tuhansia vuosia kestävä valmistautuminen seuraavaan paineiden purkamiseen.

Siksi Saksan geotieteiden tutkimuskeskuksen venäläiset ja saksalaiset tutkijat ovat geologi Alina Ševtšenkon johdolla selvittäneet ensimmäisinä, kuinka tulivuori kokoaa kartionsa alusta asti.

Tulivuorella on iso asevarasto

Ajoissa vaaravyöhykkeelle annettu varoitus auttaa väestöä suojautumaan hengenvaarallisilta laavavirroilta, hyökyaalloilta ja myrkyllisiltä kaasuilta.

Melkein kolme kilometriä korkea Bezymjannyi on maapallon aktiivisimpia tulivuoria. Se sijaitsee Aasiassa Venäjän Kaukoitään kuuluvalla Kamtšatkan niemimaalla ja purkautuu jokseenkin jatkuvasti. Siksi se on kelpuutettu yhdeksi niistä noin 15 laboratoriotulivuoresta, joita seurataan erityisen tarkasti.

Tunnettuja laboratoriotulivuoria ovat muun muassa Etna, Vesuvius, St. Helens ja Fuji.

Kaksi laavakupua pullistui

Vuonna 1956 vanha Bezymjannyi räjäytti itsensä ilmaan. Tulivuoren koko itäpuoli ja 700 000 000 kuutiometriä kiviainesta hävisivät. Bezymjannyi alkoi kuitenkin hyvin nopeasti rakentaa itseään uudelleen.

Tulivuori on ehtinyt jo kasvaa kutakuinkin vanhoihin mittoihinsa, sillä viimeistään 15 vuoden kuluttua se on yhtä korkea ja leveä kuin vuonna 1956. Todennäköisesti se alkaa myös olla taas kypsä purkautumaan rajusti.

Toisin sanoen Bezymjannyi on kohta käynyt läpi koko elinkiertonsa – moninkertaista vauhtia keskimääräiseen tulivuoreen verrattuna.

Bezymjannyi on maapallon aktiivisimpia tulivuoria ja siksi hyvin kiinnostava tutkimuskohde. Vähän yli 60 vuodessa Bezymjannyi on luonut itsensä uudelleen sen jälkeen, kun sen koko itäpuoli hävisi räjähdysmäisesti vuonna 1956.

© GFZ

1. Kaksi laavakupua kasvaa maan uumenissa

Bezymjannyi räjähti maaliskuussa 1956. Jo saman vuoden elokuussa neuvostoliittolaiset geologit totesivat, että kraatterin jäännöksiin oli muodostunut kaksi laavakupua.

© GFZ

2. Uusi yhtenäinen huippu muodostui

Kuvut koostuivat osittain jähmettyneestä laavasta. Altapäin vaikuttavan paineen vuoksi kuvut jatkoivat kasvuaan kymmeniä vuosia ja sulautuivat yhteen uudeksi huipuksi kraattereineen.

© GFZ

3. Tulivuori oli uusiutunut

Huhtikuussa 2019 ne tuhot, jotka olivat syntyneet 63 vuotta sitten, olivat kutakuinkin korjautuneet. Tulivuori jatkaa kasvuaan keskimäärin yli 15 500 kuutiometrin päivävauhtia.

Alina Ševtšenkon tutkimusryhmä kävi läpi koko Bezymjannyi-aineiston viimeistä piirtoa myöten. Sekä tsaarin- että neuvostoaikaisista arkistoista löytyi runsaasti valokuvia sekä maantieteellisten ja geologisten tutkimusten tuloksia. Kun vanhat tiedot yhdistettiin tuoreempiin satelliittihavaintoihin saatiin harvinaisen tarkka kuva aktiivisesta tulivuoresta ja sen elinkierrosta.

Tutkijoille oli ennestään tuttua se, että Bezymjannyi alkoi melkein heti rakentaa uutta kartiota vuoden 1956 luhistumisen jälkeen. Kartio perustui kahteen, vähän yli 400 metrin päässä toisistaan sijaitsevaan uuteen purkausaukkoon. Kummastakin nousi magmaa niin, että vähitellen muodostui kaksi laavakupua.

Kuvut kasvoivat 1970-luvun puoliväliin asti, ja siihen mennessä purkausaukot olivat lähestyneet toisiaan niin, että niiden väli oli enää vain 200 metriä. Purkaukset voimistuivat, ja vulkaaninen aine sinkoutui aina vain kauemmas.

Pian vuosituhannen vaihtumisen jälkeen purkausaukot kasvoivat kiinni toisiinsa ja muodostivat uuden keskuskraatterin, jota ympäröi jokseenkin symmetrinen kartio niin kuin ennen vuoden 1956 räjähdystä.

Kyljen luhistumisesta halutaan varoittaa

Tutkimus on paljastanut lisäksi, että Bezymjannyin uutta kartiota tukevat tuhka- ja laavakerrokset, jotka vuorottelevat. Käsitystä tulivuorten vakaudesta on syvennetty analysoimalla myös Bezymjannyin lähellä sijaitsevaa Šivelutšia, joka ei kykene rakentamaan itselleen uutta kartiota. Tietoja tarkentamalla pyritään siihen, että voidaan varoittaa sellaisesta kyljen romahtamisesta kuin Bezymjannyin ja Anak Krakataun tapauksissa vuosina 1956 ja 2018.

Kyljen luhistuessa lähtee liikkeelle tulivuoren koko rinne, ja kun se vierii mereen, syntyy tsunami. Siksi tällaiset purkaukset kuuluvat kaikkein vaarallisimpiin vulkaanisiin tapahtumiin.

Indonesiassa sijaitseva Anak Krakatau -tulivuori purkautui vuonna 2018 ja aiheutti tuhoisan tsunamin kylkien luhistuttua. Purkauksen jälkeen tulivuoresta oli jäljellä enää kolmasosa.

© Nurul Hidayat/Bisnis Indonesia/EPA/Ritzau Scanpix

Anak Krakatau -nimi tarkoittaa Krakataun lasta ja viittaa nimenomaan siihen, että tulivuori on uudistunut. Alkuperäinen tulivuori – Krakatau – tappoi vuonna 1883 yli 36 000 ihmistä lähinnä siksi, että sen kyljen romahdus aiheutti tsunamin.

Uutta tietoa kaivataan Havaijilla

Eri puolilla maapalloa on tulivuoria, joista tekee arvaamattomia kyljen luhistumisen uhka. Osaa niistä pidetään maailman vaarallisimpina, ja niissä piilevää tuhovoimaa voidaan verrata Krakataun vuonna 1883 tapahtuneeseen purkaukseen.

Yksi tarkasti seurattavista tulivuorista on Kilauea, joka sijaitsee Havaijin saaren kaakkoiskulmassa. Vaikka Kilauean huippu nousee merenpinnan yläpuolelle, itse massiivinen epävakaa tulivuori on veden peitossa.

Jo nykyään eteläkylki – nimeltään Hilina Slump – liikkuu noin kymmenen sentin vuosivauhtia. On olemassa vaara, että uuden magman paine ja painovoima kiihdyttävät yhtäkkiä liikettä ja aiheuttavat kylkien luhistumisen.

Viisi tuhoisaa tulivuorenpurkausta

Vulkaaninen toiminta vaatii keskimäärin vähän yli tuhat kuolonuhria vuodessa, mutta joidenkin tulivuorenpurkausten jälkeen kuolleiden määrä on laskettu tuhansissa.

1815: Tambora, Indonesia

92 000 kuollutta. Yleisin kuolemansyy: nälkä.

1883: Krakatau, Indonesia

36 417 kuollutta. Yleisin kuolemansyy: tsunami.

1902: Mont Pelée, Martinique

29 025 kuollutta. Yleisin kuolemansyy: tuhkavyöry.

1985: Nevado del Ruiz, Kolumbia

23 000 kuollutta. Yleisin kuolemansyy: mutavyöry.

1792: Unzen, Japani

14 300 kuollutta. Yleisin kuolemansyy: räjähdys, tsunami.

Kilauean kyljen romahtamisella voisi olla vakavat seuraukset Havaijisaarille. Koska lähimmät mantereet sijaitsevat kaukana, tsunamin energia ehtii levitä ennen rannikoita hyvin laajalle alueelle.

Vanhojen laskelmien mukaan aallot olisivat 3–5 metriä korkeita iskeytyessään Amerikan länsirannikolle, mutta uudemmissa malleissa suurin aallonkorkeus on vain metri. Tässä suhteessa Kilaueaa vaarallisempia ovat ne luhistumiselle alttiit tulivuoret, jotka sijaitsevat lähempänä tiheästi asuttuja seutuja. Hyvä esimerkki on Teneriffan Teide, joka voi aiheuttaa koko Länsi-Eurooppaa uhkaavan tsunamin.

Tarkentunut kuva tulivuorten sisuksista ja elinkierrosta hyödyttää niitä yli 500 000:ta ihmistä, jotka asuvat pahimmalla vaaravyöhykkeellä varmasti tietoisina riskeistä.

Tulivuori tarjoaa naapureilleen hedelmällistä maata, lämmintä vettä ja energiaa, mutta niistä maksetaan kova hinta siinä tapauksessa, että raju purkaus tuhoaa ja tappaa.

Luhistuipa sitten seuraavaksi minkä tulivuoren kylki tahansa, Bezymjannyi on antanut panoksensa hankkeeseen, joka tähtää luonnonmullistuksen ennustamiseen hyvissä ajoin.