Nota editorului (6/4/18): Această știre este republicată în lumina erupției mortale a vulcanului Fuego din Guatemala de duminică (3 iunie), care a acoperit satele din apropiere cu fluxuri rapide de cenușă.
Attila Kilinc, șefa departamentului de geologie de la Universitatea din Cincinnati, oferă acest răspuns. Cel mai recent, profesorul Kilinc a studiat vulcanii din Hawaii și Montserrat.
Când o parte din mantaua superioară a Pământului sau din crusta inferioară se topește, se formează magma. Un vulcan este, în esență, o deschidere sau o gură de aerisire prin care se evacuează această magmă și gazele dizolvate pe care le conține. Deși există mai mulți factori care declanșează o erupție vulcanică, trei predomină: flotabilitatea magmei, presiunea exercitată de gazele exsolvate în magmă și injectarea unui nou lot de magmă într-o cameră magmatică deja plină. Ceea ce urmează este o scurtă descriere a acestor procese.
Pe măsură ce roca din interiorul pământului se topește, masa sa rămâne aceeași, în timp ce volumul său crește – producând o masă topită care este mai puțin densă decât roca înconjurătoare. Acest magma mai ușoară se ridică apoi spre suprafață în virtutea flotabilității sale. Dacă densitatea magmei între zona de generare și suprafață este mai mică decât cea a rocilor înconjurătoare și suprapuse, magma ajunge la suprafață și erupe.
Magmele cu așa-numitele compoziții andezitice și riolitice conțin, de asemenea, substanțe volatile dizolvate, cum ar fi apa, dioxidul de sulf și dioxidul de carbon. Experimentele au arătat că, la presiunea atmosferică, cantitatea unui gaz dizolvat în magmă (solubilitatea sa) este zero, dar crește odată cu creșterea presiunii.
De exemplu, într-o magmă andezitice saturată cu apă și aflată la șase kilometri sub suprafață, aproximativ 5 la sută din greutatea sa este apă dizolvată. Pe măsură ce această magmă se deplasează spre suprafață, solubilitatea apei din magmă scade și astfel excesul de apă se separă din magmă sub formă de bule. Pe măsură ce magma se deplasează mai aproape de suprafață, din ce în ce mai multă apă se exsolvă din magmă, crescând astfel raportul gaz/magma în conductă. Când volumul bulelor ajunge la aproximativ 75 la sută, magma se dezintegrează în piroclaste (fragmente parțial topite și solide) și erupe în mod exploziv.
Cel de-al treilea proces care provoacă erupții vulcanice este o injecție de magmă nouă într-o cameră care este deja umplută cu magmă de compoziție similară sau diferită. Această injecție forțează o parte din magma din cameră să se deplaseze în sus în conductă și să erupă la suprafață.
Deși vulcanologii cunosc foarte bine aceste trei procese, ei nu pot încă să prevadă o erupție vulcanică. Dar ei au făcut progrese semnificative în ceea ce privește prognozarea erupțiilor vulcanice. Prognoza implică caracterul și momentul probabil al unei erupții într-un vulcan monitorizat. Caracterul unei erupții se bazează pe înregistrarea preistorică și istorică a vulcanului în cauză și a produselor sale vulcanice. De exemplu, un vulcan care a erupt violent și care a produs căderi de cenușă, fluxuri de cenușă și fluxuri de noroi vulcanic (sau lahars) este posibil să facă același lucru în viitor.
Determinarea momentului unei erupții într-un vulcan monitorizat depinde de măsurarea unui număr de parametri, inclusiv, dar fără a se limita la, activitatea seismică a vulcanului (în special adâncimea și frecvența cutremurelor vulcanice), deformările solului (determinate cu ajutorul unui tiltmetru și/sau GPS și interferometrie prin satelit) și emisiile de gaze (eșantionarea cantității de dioxid de sulf gazos emisă prin spectrometru de corelație sau COSPEC). Un exemplu excelent de prognoză reușită a avut loc în 1991. Vulcanologii de la U.S. Geological Survey au prezis cu exactitate erupția din 15 iunie a vulcanului Pinatubo din Filipine, permițând evacuarea la timp a bazei aeriene Clark și salvarea a mii de vieți.
.