Yağmur Yağınca Yanar Dağı Patlıyor
Hawaii adasındaki Kīlauea yanardağının düzenli patlamaları 1983’te başladı. 35 yıl boyunca, magmasının çoğu, yanardağın batı cephesinin üst bölgesindeki bir dizi çatlaktan aktı. Ancak 3 Mayıs 2018’de Kīlauea’nın doğu cephesinin alt kısmında bir takım çatlaklar oluştu ve adanın güneydoğu bölümünü harap eden büyük bir lav sızıntısına yol açtı. Dikkat çeken kısım; bu patlamanın yönündeki değişikliğin patlamadan ne daha önce nede daha sonra gerçekleşmemesi, asıl soru neden Mayıs 2018’de meydana gelmiş olması. Farquharson ve Amelung yayımladıkları bir makalede, 2018’in başlarında rekor kıran yağış seviyelerinin yeraltı su kaynaklarındaki basıncı artırdığını, bunun sonucunda kayanın çatlamasını ve böylece magmanın yeni yerlerden yüzeye çıkmasıyla sonuçlanmış olabileceğini düşünüyor.
Magmayı Dünya’nın yüzeyine getiren bir yolun oluşturulması, kayaların mekanik zayıflığıyla başlar. Bu zayıflıklar iki durumu ortaya çıkabilir: Yeni çatlaklar açabilir veya mevcut çatlakları genişletebilir. Bu iki problem yeraltı sularında artan basınç değişiklikleri ile gerçekleşebilir. Birincisi, sıvı basıncındaki artışlar yeni çatlaklar açmak için gereken stres eşiğini azaltabilir. İkincisi ise, zayıflığa paralel hareket eden kaykılmalar (stres kaykılmaları) zayıflığa dik olan kaykılmaları (normal kaykılmaları) aştığında zayıf kısımlar kayabilir. Bu normal kaykılmalar doğal şartlarda zayıflığı kapatmak için kullanılır ancak kayaçların altındaki sıvı basıncının artması, stres kaykılmalarını değiştirmeden normal stresi azaltır, böylece zayıflık çatlaklar için ortam oluşturur.
Şiddetli yağış, yeraltı su seviyelerini ve dolayısıyla yeraltı sularındaki basıncı arttırır. Hawaii’deki volkanik kayalar sıvılar için oldukça geçirgendir, bu da suyun alt tabakalara sızmasına ve basınç değişikliklerinin; magmanın depolandığı yere yakın bir kaç kilometre derinliklere birikmesine izin verir. Sıvı basıncındaki değişikliklerin yüzeyden bu derinliklere yayılması biraz zaman alır. Bu nedenle, zaman içinde yeraltı kayalarındaki göçükler ve yüzeyde su birikmesi; derinlerdeki göçükler ve aşırı yağışlar Kīlauea’daki yarıkların ana nedeni olabilir.
Farquharson ve Amelung, Kīlauea’da 3 Mayıs 2018’de patlayan yanardağı; o aylarda görülen aşırı yağıştan kaynaklanan basınç değişiklikleri ile ilişkilendirdi. İkilinin durumu açıklamak için yaptığı modelde, birkaç kilometrelik derinliklerde su miktarının artmasıyla; mevcut basınçta yüzlerce paskallık bir artış gösterdiğini öne sürdüler. Yazarlar bu değişikliklere dayanarak, Kīlauea’daki patlamaların önemli bir kısmının yağış şiddetiyle ilişkili olduğunu gösteren dört gözlem setiyle birlikte, yoğun yağışların magmanın yanardağın doğu cephesindeki alt kısımlardaki yarıklardan akmasını sağlayan kaya zayıflığını da desteklediğini öne sürdüler.
Hipotezleri doğru mu? Modellerle hesaplanan basınç değişiklikleri çok küçük hatta rüzgarın sebep olduğu stresten bile daha küçük. Ancak, kayalar zaten kırılmaya yakınsa, bu tür değişiklikler sızıntıları başlatmak için yeterli olabilir. 2018 patlamasında; büyüklüğü 6.9 olan deprem ve bu ölçeklerdeki basıncın neden olduğu stres büyük bir patlamayla sonuçlandı. Örneğin, son on yıl içinde Orta ve Doğu Amerika Birleşik Devletlerinde deprem sıklığında görülen artış ve su geçirgen kayaların atık suları alt tabakalara geçirmesiyle yer altındaki büyük miktarlarda basınç farkı bu tarz felaketlere sebep olabilir.
Jeolojik kayıtlar ayrıca Dünya’nın yüzeyindeki stres etmenlerinde ki değişikliklerin volkanik aktiviteyi modüle edebileceğini doğrulamaktadır. Deniz seviyesindeki değişiklikler volkanik aktiviteleri destekler. Buzul ve buzullanma arası dönemlerde görülen deniz seviyesindeki değişiklikler, okyanusa dönük sırta sahip yanardağlarda patlama oranlarını modüle edebilir. Büyük depremlerden kaynaklanan stresler volkanik patlama olasılığını arttırır ve zaten aktif olan volkanların aktivitesini değiştirebilir.
Su basıncındaki değişikliklerin depremleri desteklediği kesin olarak belirlenmiş olmasa da, bunlar magma patlamalarının doğrudan bir nedeni olamayabilir. Yer kabuğunun içinden geçmek için magma, bir yol açmak adına çevredeki kayalara da yeterince büyük stres oluşturmalıdır. Depolanan magmanın etrafındaki kabuk deprem ile tetiklenir bu da aslında stresi hafifletebilir ve bu nedenle magmanın patlamasını zorlaştırabilir.
Sonuçta, Farquharson ve Amelung tarafından varsayıldığı gibi, su basıncı değişikliklerinden kaynaklanan zayıflıkların depolanan magmaya yakın olup olmayacağı belirsizliği de mevcut. 2018’de doğu cephesinin alt kısmındaki yarıklardan ilk sızan magma eskiydi, belki de daha önceki 1955 patlamasından geriye kalandı. Sonuç olarak, yarık bölgesine yakın yeraltı suyu sığ derinliklerde buhar olabilir ve daha büyük derinliklerde süperkritik bir sıvı (farklı bir sıvı veya gaz fazında olmayan, ancak her ikisinin de özelliklerine sahip bir madde) halini alabilir. Hem buharların hem de süperkritik sıvıların yüksek miktarda sıkıştırılabilirliği, yazarların oluşturduğu modeldeki basınç değişikliklerinin büyüklüğünü azaltarak kayadaki zayıflığı daha az olası hale getirecektir.
Öyleyse, yağışın doğu cephesinin alt kısımlarındaki yarık bölgesi patlamasını başlattığı hipotezini nasıl test edebiliriz? Ne yazık ki, yeraltı basınç ölçümleri (daha genel olarak hidrojeolojik veriler) volkan izlemesinde kullanılan nadir verilerdir. Bunun yerine, birçok Jeobilim ve Dünya tarihi sorularında da olduğu gibi, patlamaların jeolojik ve tarihsel kaydını kullanarak tarihte geriye bakmak zorundayız. Farquharson ve Amelung, hipotezlerini desteklemek için 1790’dan beri Kīlauea’da bildirilen tüm patlamaları analiz ettiler ve volkanın yılın en çok yağış gören zamanında patladığını gösterdiler.
Şiddetli yağışlardan sonra volkanlardaki uyarı seviyelerini artırmalı mıyız? Aynı soruyu bölgesel depremler gibi diğer stres değişiklikleri içinde sorabiliriz. Bu ucu açık bir soru. Bu stres değişiklikleri küçüktür ve bu nedenle yüzeye püskürmesinin tam zamanlamasını modüle edebilir. Kīlauea’da başka stres kaynakları da vardı. Aslında, yer deformasyonu ölçümleri ve çıkarılmış magma hareketi verileri patlamanın temelindeki davranışlarda bir değişiklik olabileceğini öngörülüyor. Hawai Yanardağı Gözlemevi, 17 Nisan’da yeni bir menfezin açabileceği konusunda bir uyarı yaptı.
Dış etkenlerin volkanik patlamaları başlatma olasılığı, volkanların dinamik bir Dünya sisteminin parçası olduğunu bizlere hatırlatmaktır. Volkanik patlamalar, iklim ve hava durumu da dahil olduğu tüm bu etkenler ortamlarını etkiler. Şiddetli yağış gibi bu etkenlerin ortamlarında sebep olduğu değişiklikler de patlamaları etkileyebilir. Biz sadece bu etkileşimleri anlamaya yeni başladık.
Kaynak: nature.com
