Rocznica najpotężniejszej erupcji

Dokładnie 200 lat temu, 10 kwietnia 1815 roku, na indonezyjskiej wyspie Sumbawa (leżącej pomiędzy bardziej znanymi wyspami Lombok i Flores) doszło do katastrofalnej erupcji wulkanu Tambora, której skutki odczuli ludzie na kilku kontynentach. Erupcja Tambory, poprzedzona kilkoma wiekami uśpienia i krótkim okresem przebudzenia, uważana jest za najpotężniejszą erupcję wulkaniczną w czasach historycznych. Jej siła była 4-krotnie większa od słynnego wybuchu Krakatau w 1883 roku. Główna faza erupcji, która rozpoczęła się 10 kwietnia około godziny 19:00, rozsadziła górną część stożka wulkanicznego, a cała góra zamieniła się w „masę płynnego ognia”. Z góry wysokiej na 4300 metrów, po erupcji pozostało jedynie 2850 m, a w jej wnętrzu pozostała głęboka na ponad kilometr kaldera. Tambora wyrzuciła z siebie 160 kilometrów sześciennych materiałów wulkanicznych, ważących ok. 140 miliardów ton, a słup popiołów sięgnął 43 kilometrów. Odgłos eksplozji słyszany był w odległości ponad 2500 kilometrów, a na samej wyspie Sumbawa w jednej chwili zniszczona została cywilizacja ludu Tambora, którym ówcześni badacze dopiero zaczynali się interesować. Spływy piroklastyczne, które zabiły ponad 10 tysięcy mieszkańców, objęły całą wyspę, niszcząc całkowicie roślinność. Połamane drzewa zdmuchnięte do morza w połączeniu z wulkanicznym pumeksem utworzyły na morzu wielkie pumeksowe tratwy, których długość dochodziła do 5 kilometrów. Jedna z takich tratw sześć miesięcy później dotarła przez Ocean Indyjski w okolice Kalkuty. Popioły wulkaniczne opadły w promieniu 1300 kilometrów, a ich warstwa na samej wyspie Sumbawa sięgała 1,5 metra.

Znacznie tragiczniejsze były jednak skutki długofalowe. Kilkadziesiąt tysięcy mieszkańców Sumbawy i Lomboku zmarło z głodu, a globalne obniżenie temperatur, wywołane przedostaniem się do atmosfery milionów ton dwutlenku siarki i popiołów wulkanicznych, dotknęły miliony ludzi na całej półkuli północnej. Rok 1816 zapisał się w historii jako „Rok bez lata”. W północno-wschodniej części Stanów Zjednoczonych i w Kanadzie mróz w środku lata doprowadził do zniszczenia upraw i klęski głodu. Nieurodzaj i głód dotknął wiele państw europejskich. Przymrozki w sierpniu 1916 roku, ogromne powodzie na wszystkich wielkich rzekach europejskich, niezwykłe zjawiska, takie jak opady brązowego śniegu na Węgrzech i czerwonego we Włoszech przez okrągły rok, uznawane są za skutek erupcji wulkanu Tambora. Nadzwyczaj obfite opady śniegu odnotowano między innymi w Polsce. Zakłócony został cykl monsunowy w Indiach i Chinach. Klęska nieurodzaju i głodu dotknęła szczególnie chińską prowincję Yunnan, a w prowincjach Jiangxi i Anhui latem zdarzały się opady śniegu. Zmiany klimatyczne dawały się we znaki ludziom jeszcze przez trzy lata po erupcji.

Najdziwniejszy wulkan świata

Myśląc o typowej erupcji wulkanicznej, oczami wyobraźni widzimy najczęściej potoki czerwonej lawy spływające po zboczach wulkanu. Taka lawa po zastygnięciu przybiera kolor czarny, ale jest jeden wulkan na świecie, którego lawa wygląda zupełnie inaczej: wypływając z wulkanu jest czarna, a po zastygnięciu biała! Ten nietypowy wulkan to Ol Doinyo Lengai w północnej Tanzanii. Taki kolor lawy wynika z jej niezwykłych właściwości chemicznych. Głównym składnikiem zwykłej lawy jest krzemionka (SiO2), której zawartość wynosi zwykle ponad 50%. Dla przykładu lawa z wulkanu Kilauea ma stosunkowo niską zawartość krzemionki – 52%, a to oznacza małą lepkość i gęstość, w związku z czym potrafi ona płynąć bardzo szybko, maksymalnie nawet 30 km/h, tymczasem gęstsza lawa z wulkanu St. Helens zawiera 64% krzemionki, co sprawia że te dwa wulkany tak bardzo różnią się od siebie. Ale lawa z wulkanu Ol Doinyo Lengai to zupełnie coś innego – zawiera poniżej 3% krzemionki! To tzw. lawa karbonatytowa, której głównym składnikiem są węglany i nie występuje na żadnym innym czynnym wulkanie na Ziemi. Jest to też najchłodniejsza lawa na Ziemi, wypływająca z wulkanu w temperaturze ok. 480-590 stopni Celcjusza, podczas gdy temperatura lawy na innych wulkanach jest dwa razy wyższa, np. lawa z obecnej erupcji Kilauei ma ok. 1160 stopni. Ciemny, a w świetle słonecznym wręcz czarny kolor płynnej lawy z wulkanu Ol Doinyo Lengai związany jest właśnie z jej niską temperaturą. Jedynie nocą przybiera ona bladoczerwony odcień. W kontakcie z wodą zachodzą reakcje chemiczne, w wyniku których lawa szybko przybiera kolor biały. Jeśli pada deszcz, może tak się stać już kilka godzin po erupcji. Ekstremalnie niska zawartość krzemionki sprawia, że lawa z tego wulkanu jest bardzo płynna i przypomina bardziej błoto niż normalną lawę. Można to zobaczyć na filmiku zamieszczonym poniżej. Inną ciekawostką jest to, że w swojej historii Ol Doinyo Lengai produkował nie tylko lawę karbonatytową, ale także bardziej typowe lawy zawierające znacznie więcej krzemionki.

Góra Boga, jak nazywają Masajowie wulkan Ol Doinyo Lengai, z daleka wygląda bardzo typowo. Charakterystyczny stożek wznosi się na wysokość 2960 m n.p.m. i dopiero od niedawna jest dostępny dla garstki zapaleńców, którym nie straszny kilkugodzinny trekking po stromych zboczach wulkanu w towarzystwie lokalnych przewodników. Ostatnia erupcja lawy rozpoczęta w 2011 roku, ustała latem 2013. Oto krótki filmik przedstawiający niezwykłą erupcję czarnej lawy.

 

Erupcja wulkanu Piton de la Fournaise

Przedwczoraj (21 czerwca 2014) po prawie czterech latach uśpienia wybuchł wulkan Piton de la Fournaise na wyspie Réunion (700 kilometrów na wschód od Madagaskaru). Jest to jeden z najbardziej aktywnych wulkanów świata, który w ciągu ostatnich dwóch wieków wybuchał średnio co 9 miesięcy (według Observatoire Volcanologique du Piton de la Fournaise). Podczas erupcji z roku 2007 z wulkanu wypłynęło 120 milionów metrów sześciennych lawy, pokrywając powierzchnię 3,6 km². Poniżej film przedstawiający obecną erupcję.

Obrazy mistrzów pomagają wulkanologom

Wulkanolodzy badający wielkie historyczne erupcje mają do dyspozycji kolejne narzędzie badawcze – obrazy mistrzów malarstwa! Eksperci greccy i niemiecki pod kierunkiem profesora fizyki atmosfery Christosa Zerefosa podjęli się próby oszacowania poziomu zanieczyszczenia atmosfery ziemskiej po erupcjach wulkanicznych na podstawie obrazów wielkich malarzy. Przeanalizowali setki wysokiej rozdzielczości cyfrowych kopii obrazów przedstawiających zachody słońca namalowane od roku 1500 do 2000. W tym czasie na całym świecie doszło do 50 potężnych erupcji wulkanicznych. Celem naukowców było stwierdzenie czy istnieje związek między proporcją zieleni i czerwieni na obrazach mistrzów a zawartością aerozoli i pyłów wulkanicznych w atmosferze ziemskiej po erupcjach wulkanicznych. Okazało się, że ta proporcja jest wyraźnie zachowana bez względu na to kto malował i z jakiej szkoły malarskiej się wywodził! Parametr, który badali uczeni to tzw. głębokość optyczna, czyli zmiana natężenia światła podczas jego przechodzenia przez ośrodek – w tym przypadku przez atmosferę z dużą ilością aerozoli. Podczas gwałtownych wybuchów wulkanów wyrzucane są do atmosfery wielkie ilości popiołów i gazów, które pokonują tysiące kilometrów i rozpraszają światło słoneczne wywołując nieraz niezwykle kolorowe zachody słońca. Im więcej aerozoli tym niebo bardziej czerwone. Uczeni porównywali wyniki badań obrazów z innymi wiarygodnymi źródłami jak historyczne dane eksplozywności wulkanicznej czy badania rdzeni lodowych, a wyniki tych badań opublikowali w naukowym piśmie Atmospheric Chemistry and Physics.

 Podobny efekt pomarańczowo-czerwonych zachodów słońca wywołują aerozole emitowane do atmosfery przez człowieka, a także aerozole mineralne, np. pył znad pustyni. Aby uwiarygodnić badania, uczeni poprosili współczesnego malarza, aby namalował kilka obrazów zachodów słońca na greckiej wyspie Hydra podczas przechodzenia nad nią saharyjskich aerozoli oraz po ich ustaniu. Nieświadomy eksperymentu malarz codziennie malował zachody, a w tym samym czasie umieszczone na wyspie słoneczne fotometry rejestrowały parametry nasłonecznienia. Obrazy zostały później poddane szczegółowej analizie, a stosunek czerwieni i zieleni odpowiadał dokładnie danym z fotometrów.

 Wyjątkowo spektakularne jaskrawo pomarańczowe i czerwone zachody słońca w Europie podziwiać można było po erupcji indonezyjskiego wulkanu Tambora w 1815 roku. Gazy wulkaniczne unosiły się nad Północną Półkulą przez trzy lata i ma to odzwierciedlenie w obrazach malarzy z tamtego okresu, m.in. u Williama Turnera, znanego angielskiego pejzażysty, uważanego za prekursora impresjonizmu. Podobne widowiskowe zachody słońca nad Europą widywane były po erupcji wulkanu Krakatau w 1883 roku. Streszczenie artykułu na stronie pisma Atmospheric Chemistry and Physics znajduje się tutaj: Further evidence of important environmental information content in red-to-green ratios as depicted in paintings by great masters. To już kolejne badania tego zespołu uczonych na temat wpływu wulkanów na malarstwo. Pierwsze zostały opublikowane w 2007 roku.

Niektórzy badacze twierdzą, że inspiracją do namalowania słynnego „Krzyku” Edvarda Mucha, przedstawiającego nienaturalnie czerwone niebo, były właśnie wspomnienia z okresu po wybuchu Krakatau w 1883 roku, kiedy niebo nad Europą naprawdę tak wyglądało.

Częstotliwość erupcji na Islandii

Statystycznie co około cztery lata dochodzi na Islandii do erupcji jednego z kilkunastu czynnych wulkanów, jednak długie okresy wzmożonej aktywności trwające średnio od 50 do 80 lat, przeplatają się z podobnie długimi spokojniejszymi okresami. W XX wieku najdłuższy odnotowany okres bez erupcji wulkanicznych na Islandii trwał 23 lata pomiędzy wybuchem Hekli (1947-48) i Askja (1961). Z kolei w samym tylko roku 2011 doszło do trzech mniejszych erupcji wulkanów Grímsfjall, Katla i Hamarinn. Odstęp czasu pomiędzy wielkimi erupcjami na Islandii jest jednak znacznie dłuższy. Z zapisów historycznych wynika, że od IX wieku doszło tam do sześciu potężnych erupcji, podczas których objętość wyrzuconych materiałów wulkanicznych przekroczyła 1 kilometr sześcienny. Były to kolejno erupcje Veiðivötn (871), Eldgjá (934), Hekla (1104), Öræfajökull (1362), Veiðivötn (1477), Laki (1783). Najkrótsza przerwa między wielkimi erupcjami wyniosła więc 63 lata, a najdłuższa 306 lat. Od ostatniej potężnej erupcji Laki, kiedy to 15 kilometrów sześciennych lawy wylewało się przez osiem miesięcy ze 130 kraterów, minęło ponad 230 lat.

Pierwszy krok

Nawet najdłuższa droga zaczyna się od jednego kroku – głosi starożytne chińskie przysłowie. Wulkany to temat rzeka i dzisiaj robię ten pierwszy krok na drodze do stworzenia ciekawego serwisu o wulkanach świata. Początki są skromne, ale plany ambitne, więc zapraszam do regularnego odwiedzania mojego bloga.