~ * Ηφαιστειο Αγία Ελένη (ΗΠΑ, 1980) * ~

Η έκρηξη του ηφαιστείου της Αγίας Ελένης (Mount St. Helens) το 1980 είναι η καλύτερα μελετημένη ηφαιστειακή έκρηξη στον εικοστό αιώνα. Ο περισσότερος κόσμος δεν μπορούσε να φανταστεί ότι μία τέτοια βίαιη εκδήλωση ηφαιστειότητας θα συνέβαινε στις ΗΠΑ. Εντούτοις οι ηφαιστειολόγοι ήταν ενήμεροι και περίμεναν τον επερχόμενο κίνδυνο. Μήνες πριν την έκρηξη, η Αμερικανική Γεωλογική Υπηρεσία (U.S. Geological Survey, USGS) εγκατέστησε στο Vancouver του Washington το επιχειρησιακό κέντρο παρακολούθησης του ηφαιστείου.

Το πρωί της 18^ης Μαΐου 1980 ο ηφαιστειολόγος David Johnston κατασκήνωνε στο Coldwater Ridge σε μικρή απόσταση από το όρος της Αγίας Ελένης, όταν συνέβη η έκρηξη. Στις 8.32 πμ. ο Johnston αναφώνησε στον ασύρματο προς τη βάση τηςUSGS "Vancouver, Vancouver αυτό είναι!". Αυτά ήταν και τα τελευταία του λόγια. Η επακόλουθη έκρηξη ισοπέδωσε τη βόρεια πλαγιά του ηφαιστείου, σκοτώνοντας τον Johnston και άλλους 56 ανθρώπους.

Την ίδια ώρα οι γεωλόγοι Keith και Dorothy Stoffel πετούσαν με ένα μικρό αεροπλάνο μόλις 400 m από την κορυφή του βουνού της Αγίας Ελένης. Από εκείνο το σημείο έγιναν μάρτυρες μίας από τις μεγαλύτερες κατολισθήσεις στην ιστορία. Δευτερόλεπτα αργότερα, μία τεράστια έκρηξη ανατίναξε τη βόρεια πλευρά του ηφαιστείου προς την κατεύθυνση του Coldwater Ridge και Spirit Lake. Η έκρηξη δημιούργησε ένα στροβιλώδες νέφος συνοδευόμενο από πολλούς κεραυνούς που ανέβηκε σε ύψος χιλιάδων μέτρων. Το νέφος εξαπλώθηκε γρήγορα προς την πλευρά του αεροπλάνου, το οποίο μόλις και κατάφερε να σωθεί κάνοντας στροφή προς το νότο.

Το στρωματοηφαίστειο της Αγίας Ελένης βρίσκεται γεωγραφικά στη δυτική ακτή των Ηνωμένων Πολιτειών και συγκεκριμένα στην πολιτείαWashington. Είναι ένα από τα δεκαπέντε ενεργά ηφαίστεια της οροσειράς Cascade (Cascade Range), τα οποία συνδεόνται με περιβάλλον κατάδυσης.Η έκρηξη της 18^ης Μαΐου 1980 έμελλε να αλλάξει δραματικά τη μορφολογία του ηφαιστείου. Ανατίναξε πλευρικά τη βόρεια πλαγιά του και ισοπέδωσε εκατομμύρια έλατα σε μία περιοχή 600 km². Στη συνέχεια η περιοχή αυτή δέχτηκε τεράστιες ροοστιβάδες συντριμμάτων (debris avalanche)ακολουθούμενες από πολυάριθμα λαχάρ και πυροκλαστικές ροές. Αυτές ακολούθησαν τις βασικές κοιλάδες του υδρογραφικού συστήματος όπως North- και South Forks του Toutle River, Spirit Lake, και Coldwater Ridge (Johnston Ridge).

Πριν το 1980, η τελευταία ηφαιστειακή έκρηξη στην οροσειρά Cascade ήταν αυτή του Mt. Lassen (California) το 1914-1917. Στα μέσα της δεκαετίας του 1970 οι επιστήμονες ανησυχούσαν ότι το ηφαίστειο Mt. Baker ήταν το πιθανότερο να δώσει την επόμενη έκρηξη, δεδομένου ότι είχε αυξημένη ατμιδική δραστηριότητα.

Νωρίς το απόγευμα της 27ης Μαρτίου μία δυνατή έκρηξη ακούστηκε από την κατεύθυνση της Αγίας Ελένης. Μολονότι το ηφαίστειο ήταν σκεπασμένο με σύννεφα, η έκρηξη επιβεβαιώθηκε από μία ομάδα δημοσιογράφων που έτυχε να πετάει γύρω από την κορυφή, η οποία είδε μία πυκνή στήλη καπνού να διασχίζει τα σύννεφα και να φτάνει σε ύψος 2.000 m. Όταν καθάρισε ο καιρός έγινε ορατός ένας νέος κρατήρας διαμέτρου 70 m ενώ το χιόνι στην κορυφή είχε καλυφθεί από μαύρη στάχτη. Αυτή ήταν η πρώτη από μία σειρά παρόμοιων μικρών εκρήξεων που συνέβησαν κατά τη διάρκεια του Απριλίου έως και τις πρώτες μέρες του Μαΐου. Καμιά από αυτές τις εκρήξεις δεν είχε μαγματικό χαρακτήρα, αλλά μάλλον ήταν φρεατικές εκρήξεις που οφείλονταν στη θέρμανση των υπογείων νερών λόγω της ανόδου του μάγματος στον κεντρικό αγωγό του ηφαιστείου.

Η έκρηξη της 27ης Μαρτίου δημιούργησε μία μεγάλη ρωγμή στη βόρεια πλευρά της κορυφής με κατεύθυνση Α-Δ, η οποία είχε μήκος 1500 m και επεκτείνονταν και στις δύο πλευρές του ηφαιστείου. Ταυτόχρονα, αναπτύχθηκε πιο κάτω στη βόρεια πλαγιά μία άλλη μικρότερη ρωγμή παράλληλη προς την πρώτη. Τοπογραφικές μετρήσεις έδειχναν ότι η περιοχή ανάμεσα στις δύο ρωγμές διογκώθηκε και σιγά-σιγά σχηματίστηκε ένα τεράστιοεξόγκωμα.Στις 28 Μαρτίου συνέβησαν και άλλες φρεατικές εκρήξεις, οι οποίες είχαν διάρκεια από μερικά λεπτά έως μία ώρα. Κατά το διάστημα Μαρτίου-Απριλίου συνεχίστηκαν οι δονήσεις και οι μικρές εκρήξεις. Ο ρυθμός των εκρήξεων μειώθηκε από περίπου μία/ώρα το Μάρτιο σε περίπου μία/μέρα τον Απρίλιο. Στα μέσα Απριλίου οι εκρήξεις σχημάτισαν ένα νέο κρατήρα διαμέτρου 400 m. Μολονότι οι εκρήξεις μειώθηκαν η σεισμική δραστηριότητα συνεχίστηκε με εντυπωσιακό ρυθμό (>30/μέρα μεγέθους 3.0). Οι εστίες των σεισμών εντοπίζονταν σε μικρό βάθος ακριβώς κάτω από το εξόγκωμα της βόρειας πλευράς, το οποίο γινόταν όλο και πιο μεγάλο και εμφανές, με το χρόνο. Μία εβδομάδα πριν την έκρηξη είχε φτάσει τα 100 m με ρυθμό διόγκωσης 2m/μέρα. Η ΕΚΡΗΞΗ ΤΗΣ 18ης ΜΑΪΟΥ 1980 Η ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗ ΚΑΙ Η ΦΡΕΑΤΙΚΗ ΕΚΡΗΞΗ Η έκρηξη συνέβη σε μία περίοδο σχετικής ηρεμίας κατά την οποία δεν υπήρξαν φρεατικές εκρήξεις για τέσσερεις μέρες. Στις 18 Μαΐου, στις 8.32 πμ. ένας σεισμός μεγέθους 5.1 πυροδότησε ταχύτατα μία σειρά δραματικών γεγονότων. Ολόκληρη η βόρεια πλευρά του ηφαιστείου ξεκινώντας από τη ρωγμή της κορυφής άρχισε να κατολισθαίνει με τρομακτική ταχύτητα (έως και 240 km/hr). Υπολογίζεται ότι η επιφάνεια της πλαγιάς που κατολίσθησε ήταν περίπου 60 km2 και η μάζα που μετακινήθηκε περίπου 2.7 km3. Η γιγαντιαία κατολίσθηση απελευθέρωσε μία τεράστια μάζα πετρωμάτων πάνω από το υδροθερμικό σύστημα του ηφαιστείου, το οποίο είχε προκαλέσει τις πρόδρομες εκρήξεις τους προηγούμενους μήνες. Η απότομη απώλεια της λιθοστατικής πίεσης πάνω από το υπόγειο υδροφόρο σύστημα οδήγησε σε μαζική μετατροπή του νερού σε ατμό. Αυτό προκάλεσε μια πελώρια πλευρική φρεατική έκρηξη δια μέσου του ανοίγματος που δημιούργησε η κατολίσθηση. Η πλευρική έκρηξη (με ταχύτητα περίπου 500 km/hr) ξεπέρασε την κατολίσθηση και ερήμωσε μία περιοχή προς βορρά με διαστάσεις 20x30 km. Το θερμικό κύμα (με θερμοκρασία 300 oC) ισοπέδωσε σαν σπιρτόξυλα 4.000.000 δέντρα και πήρε τη ζωή 57 ανθρώπων. Η ΠΛΙΝΙΑΚΗ ΕΚΡΗΞΗ Η κατολίσθηση και η πλευρική έκρηξη στη βόρεια πλαγιά απάλλαξαν από ένα τεράστιο όγκο υλικού που βρίσκονταν πάνω από το ρηχό μαγματικό θάλαμο. Η μείωση της πίεσης προκάλεσε βίαιη απαέρωση του μάγματος και μέσα σε λίγα λεπτά ξεκίνησε μια μεγάλη πλινιακή έκρηξη. Η εκρηκτική στήλη σε 15 λεπτά έφτασε σε ύψος 25 km, όπου απλώθηκε σε σχήμα ομπρέλας προς τα ανατολικά-βορειοανατολικά λόγω των ισχυρών ανέμων. Εκτινάχθηκαν μεγάλες ποσότητες στάχτης, οι οποίες με τη μορφή αποθέσεων πτώσης στάχτης έφτασαν μέχρι τις κεντρικές πολιτείες των ΗΠΑ. Καθώς η πλινιακή έκρηξη εξελίσσονταν συνέχιζε να διευρύνει τον ηφαιστειακό πόρο. O καταστροφικός συνδυασμός της κατολίσθησης, της πλευρικής έκρηξης και της πλινιακής έκρηξης κατέληξε στο σχηματισμό ενός πελώριου αμφιθεατρικού πεταλοειδούς ανοίγματος (1.5x3 km) στη βόρεια πλευρά του ηφαιστείου.Η πλινιακή έκρηξη είχε διάρκεια 9 ώρες. Κάποια στιγμή η εκρηκτική στήλη κατέρρευσε και έτσι σχηματίστηκαν πυροκλαστικές ροές που ήρθαν να προστεθούν στις αποθέσεις πτώσης στάχτης. Οι περισσότερες από αυτές κατευθύνθηκαν βόρεια ως ρεύματα κίσσηρης σχηματίζοντας αποθέσειςιγκνιμβρίτη πάνω από τις αποθέσεις συντριμμάτων που δημιούργησαν η κατολίσθηση και η πλευρική έκρηξη.Η θερμότητα (τουλάχιστον 700 oC) από τις πυροκλαστικές ροές οδήγησε σε δευτερεύουσες φρεατικές εκρήξεις που διαμόρφωσαν κρατήρες διαμέτρου 20 m και εκρηκτικές στήλες ύψους μέχρι 2 km. Το κύριο επεισόδιο της 18ης Μαΐου ακολούθησαν μέσα στο 1980 και άλλες εκρήξεις πλινιακού τύπου διάρκειας αρκετών ωρών με εκρηκτικές στήλες ύψους μέχρι και 10 km. Τα επόμενα χρόνια μέχρι και σήμερα η ηφαιστειακή δραστηριότητα του ηφαιστείου εκφράζεται είτε με τη μορφή εκρήξεων είτε με το σχηματισμό θόλων λάβας. Ο ΘΟΛΟΣ ΛΑΒΑΣ Η απελευθέρωση του τεράστιου όγκου αερίων από το μαγματικό θάλαμο είχε ως αποτέλεσμα να υποχωρήσουν οι πλινιακές εκρήξεις. Το ιξώδες και φτωχό πλέον σε αέρια μάγμα άρχισε να ανεβαίνει αργά στον κεντρικό αγωγό του ηφαιστείου της Αγίας Ελένης και μετά την έκρηξη της 12ης Ιουνίου 1980 άρχισε να σχηματίζεται στον κρατήρα ένας θόλος λάβας. Πιθανότατα, ο θόλος λάβας ανέβαινε στον κεντρικό πόρο και πριν την έκρηξη της 12ης Ιουνίου, αλλά δεν ήταν ακόμη ορατός. Σε αυτό συνηγορεί η σύσταση των πυροκλαστικών ροών της 12ης Ιουνίου. Οι πυροκλαστικές ροές τών προηγούμενων εκρήξεων (18 και 25 Μαΐου) ήταν ρεύματα κίσσηρης που προήλθαν από την κατάρρευση της εκρηκτικής στήλης και οι αποθέσεις ήταν ιγκνιμβρίτες πλούσιοι σε κίσσηρη. Αντίθετα, οι πυροκλαστικές ροές της έκρηξης στις 12 Ιουνίου περιείχαν άφθονα θραύσματα συμπαγούς μη φυσαλιδοποιημένης δακιτικής λάβας και σχημάτισαν αποθέσεις τεμαχών και στάχτης (block and ash deposits). Οι αποθέσεις αυτές είναι τυπικές των πυρακτωμένων νεφών (nuee ardentes) που δημιουργούνται από καταρρεύσεις θόλων. Ο θόλος που σχηματίστηκε στις 12 Ιουνίου καταστράφηκε με την έκρηξη της 12ης Ιουλίου. Ξανασχηματίστηκε και ξανακαταστράφηκε κατά τη διάρκεια της έκρηξης στις 16-18 Οκτωβρίου. Έτσι, μετά από κάθε έκρηξη, νέο μάγμα ανέβαινε στον κεντρικό αγωγό και δημιουργούσε νέο θόλο. Διαδοχικά σχηματίστηκαν τρεις θόλοι. Ο τρίτος θόλος αυξήθηκε εντυπωσιακά κατά το 1983.

http://www.geo.auth.gr

Αντίθετα, το 1978 οι γεωλόγοι Dwight Crandell και Don Millineaux της USGS θεώρησαν ότι το πιθανότερο ηφαίστειο να εκραγεί στον εικοστό αιώνα ήταν αυτό της Αγίας Ελένης. Τα δεδομένα στα οποία στηρίχτηκαν ήταν η σχετικά νέα ηλικία του ηφαιστείου και οι συχνές εκρήξεις του κατά τους ιστορικούς χρόνους. Η Αγία Ελένη έχει ηλικία μικρότερη των 37.000 ετών και ήταν εξαιρετικά ενεργό ηφαίστειο κατά τα τελευταία 4.000 χρόνια. Συγκεκριμένα, από το 1400 μ.Χ. το ηφαίστειο έδινε μία έκρηξη κάθε 100 χρόνια περίπου, ενώ η τελεταία φορά που εξερράγη πριν το 1980 ήταν πριν 130 χρόνια.

Ο τύπος της ηφαιστειακής δράσης της Αγίας Ελένης κατά τους ιστορικούς χρόνους ήταν επίσης ανησυχητικός. Οι εκρήξεις ήταν βίαιες πυροκλαστικές, σε αντίθεση με τα άλλα ηφαίστεια της οροσειράς Cascade, όπως για παράδειγμα το Mt. Rainier, των οποίων η ηφαιστειακή δράση ήταν σχετικά μη εκρηκτική συνοδευόμενη από ροές λάβας.

Το 1980 το πανεπιστήμιο του Washington ολοκλήρωσε την εγκατάσταση ενός συστήματος σεισμογράφων για την παρακολούθηση των ηφαιστείων της οροσειράς Cascade. Η λειτουργία του συστήματος ξεκίνησε την 1^η Μαρτίου. Στις 20 Μαρτίου ήρθε η πρώτη ανησυχητική ένδειξη όταν καταγράφηκε ένας σεισμός μεγέθους 4.2 κάτω από το ηφαίστειο της Αγίας Ελένης. Τρεις μέρες αργότερα, καταγράφηκε ακόμα ένας σεισμός μεγέθους 4.0, και από την ίδια μέρα οι σεισμοί κάτω από το βουνό άρχισαν να συμβαίνουν κατά σμήνη με ρυθμό 15/ώρα. Μέχρι τις 25 Μαρτίου οι δονήσεις μεγέθους 4 ήταν περίπου 3/ώρα. Συγχρόνως πτήσεις πάνω από το ηφαίστειο ανέφεραν διαρρήξεις στην επιφάνεια του παγετώνα, καθώς και χιονοστιβάδες και πτώσεις βράχων.