Nieposkromiona siła wulkanu

Przyroda upomniała się o swoje prawa. Wybuch wulkanu Eyjafjallajoekull jest stosunkowo niewielki nie tylko w porównaniu z katastrofami wulkanicznymi na świecie w ostatnich stu latach, ale nawet w zestawieniu z eksplozjami, które regularnie zdarzają się w samej Islandii. A jednak chmura pyłu wydobywająca się przez ostatnie dni z krateru Eyjafjallajoekulla wystarczyła, aby przestraszyć europejską gospodarkę. Linie lotnicze liczą miliardowe straty, a skutki aktywności islandzkiego wulkanu sięgają nawet Kenii, w której produkcja kwiatów eksportowanych do Europy stanowi podstawowe źródło dochodu.

- Na co dzień nie uświadamiamy sobie, że żyjemy na cienkiej warstewce twardego gruntu. Kilkadziesiąt, a czasem zaledwie kilka kilometrów pod naszymi stopami zaczyna się zupełnie inny świat: płynnej magmy, temperatur sięgających setek tysięcy stopni Celsjusza i ciśnienia, które dochodzi do dziesiątków tysięcy atmosfer - mówi Mirosław Rutkowski z Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie. - Wszystko, co wydostanie się z tamtego świata, jest dla nas groźne. Pokazuje, jak bardzo jesteśmy bezbronni, jak krucha jest nasza cywilizacja - dodaje.

W Polsce szczególnie łatwo zapomnieć o wulkanach. W tej części Europy ostatni wybuchł nastąpił 10 tys. lat temu w okolicach Bonn, na długo przed pojawieniem się Słowian między Odrą a Bugiem. Leżymy bowiem w środku wielkiej euroazjatyckiej płyty. Pod Warszawą warstwa grubej, twardej skorupy ziemskiej sięga przynajmniej 80 km. Szanse, że przez jakąś szczelinę przedostanie się tu zabójcza mieszanka ciekłej lawy, pyłów i śmiercionośnych gazów, jest minimalna.

Islandia jest pod tym względem w znacznie gorszej sytuacji. Na tej niewielkiej wyspie naliczono przeszło 100 aktywnych wulkanów. Średnio co trzy lata przynajmniej jeden z nich daje o sobie znać. Mieszkańcy musieli więc przyzwyczaić się do życia w cieniu groźnych gór, potrafią zareagować błyskawicznie na każdy niepokojący sygnał. Gdy na początku kwietnia geolodzy ostrzegli przed aktywnością Eyjafjallajoekulla, ewakuacja kilkuset farmerów mieszkających na rozległych islandzkich pustkowiach poprzecinanych kiepskimi drogami zajęła dwie godziny.

Poza ucieczką przed potężnym żywiołem niewiele można zrobić. - Islandia leży na gigantycznej szczelinie przebiegającej przez środek oceanu. Tu dwie ogromne płyty tektoniczne, euroazjatycka i atlantycka, rozsuwają się w tempie 2 cm rocznie. Zaledwie 8 km pod stopami Islandczyków kończy się twardy grunt, a zaczyna magma. Dla niej to idealne miejsce, aby wydostać się na zewnątrz - tłumaczy Colin Macpherson, geolog z brytyjskiego uniwersytetu w Durham.

Świat ogromnych temperatur i płynnej magmy, który ciągnie się przez przeszło trzy tysiące kilometrów aż do twardego jądra Ziemi, to pamiątka po okresie tworzenia się naszej planety. Cztery i pół miliarda lat temu ogromne kawały skał (tzw. agregaty) rozproszone po Wielkim Wybuchu, który zapoczątkował istnienie naszego świata, zaczęły się łączyć w większą całość mniej więcej w tej części Układu Słonecznego, w której żyjemy dziś. Ich tarciu towarzyszyła energia kinetyczna. Powstałe w ten sposób ciepło jest tak ogromne, że do dziś wnętrze naszej planety osiąga niewyobrażalne temperatury.

Ale to niejedyne źródło złowrogiej energii Eyjafjallajoekulla. - Przynajmniej druga połowa energii cieplnej wnętrza Ziemi powstaje przy okazji rozpadu pierwiastków promieniotwórczych: uranu, potasu czy toru - tłumaczy Patrick Allard z Instytutu Fizyki Ziemi w Paryżu.

Zgodnie z zasadami konwekcji, którą możemy obserwować, przyglądając się stygnącej szklance herbaty, ciepło ze środka Ziemi próbuje wydostać się na zewnątrz, ku górze. - Gdyby Ziemia była jednolitą, izotropową kulą, ten proces przebiegałby równomiernie, stopniowo i łagodnie.

Powierzchnia ziemi jest jednak porowata, nieregularna, miejscami grubsza, miejscami cieńsza. Dwanaście ogromnych płyt tektonicznych, które tworzą oceany i kontynenty, pływa po gigantycznym morzu magmy, powodując brutalne kolizje - trzęsienia ziemi. Powstające między nimi głębokie na kilkadziesiąt kilometrów szczeliny to idealne miejsca do wydostania się nadmiaru ciepła. Tam znajdują się wulkany - mówi Mirosław Rutkowski.

Aż 75 proc. wszystkich wulkanów położonych jest na granicy największej z tektonicznych płyt, tej tworzącej Ocean Spokojny. To pacyficzny pierścień ognia usiany najgroźniejszymi wulkanami świata, jak Villarica w Chile, Mount St Helen u zachodnich wybrzeży USA, Fuji w Japonii czy Mayon na Filipinach.

W 1883 r. wybuchł najpotężniejszy z nich wszystkich: Krakatau. Wulkan był aktywny od wielu tysięcy lat, a narastająca lawa w końcu utworzyła odrębną wyspę nieopodal indonezyjskiej Jawy. Jednak tego, co wydarzyło się 27 sierpnia tamtego roku, nikt nie przewidział. Krakatau uderzył z siłą trzynaście tysięcy razy większą niż bomba atomowa zrzucona na Hiroszimę. Wybuch był tak potężny, że słyszano go nawet w australijskim Perth, 3,1 tys. km od Krakatau, i na wyspie Rodrigues koło Mauritiusa odległej o 5 tys. km. Fala akustyczna spowodowana wybuchem aż siedmiokrotnie okrążyła kulę ziemską. Sama wyspa przestała istnieć: wulkan rozerwał ją na strzępy. Powstała w ten sposób fala tsunami, która w połączeniu z ogromną ilością pyłów zabiła - zależnie od szacunków - od 40 do 200 tys. osób.

W minionych 120 latach kolejne wybuchy i narastające pokłady lawy odbudowały wyspę. Powstał Anak Krakatau (Syn Krakatau), wulkan, który indonezyjscy geolodzy obserwują ze zgrozą. Dziś wybuch o sile tego z 1883 r. mógłby zebrać śmiercionośne żniwo liczone już nie w setkach tysięcy, ale w milionach ofiar. Tuż obok znajduje się przecież Jawa, jedno z najgęściej zaludnionych miejsc na ziemi. - Krakatau należy do tzw. wulkanów pliniuszowych - od nazwiska Pliniusza Młodszego, który obserwował wybuch Wezuwiusza w 79 r. i zagładę Pompei - przypomina Patrick Allard. - Tu magma jest bardzo lepka, w zetknięciu z powietrzem łatwo przechodzi w stan stały. W ten sposób powstaje u wylotu wulkanu gigantyczny korek, a w komorze magmowej stopniowo narasta ogromne ciśnienie. Gdy w końcu osiągnie ono stan krytyczny, góra wybucha z niespotykaną siłą.

Część geologów twierdzi, że górujący nad Neapolem Wezuwiusz jeszcze nie powiedział ostatniego słowa. I tak jak przed blisko dwoma tysiącami lat też zaskoczy żyjących w okolicy mieszkańców. Tyle że wówczas pod zwałami pyłu może zniknąć miasto, w którym żyje kilkadziesiąt razy więcej ludzi niż w antycznych Pompejach. - Wybuch Wezuwiusza to najczarniejszy scenariusz dla wulkanologów w Europie. Bardziej prawdopodobna jest jednak eksplozja Etny. A także podwodnego wulkanu znajdującego się między Sardynią a końcem włoskiego buta - mówi Mirosław Rutkowski.

Wulkany pliniuszowe znajdują się w wielu innych miejscach położonych przy dużych skupiskach ludzi. Jednym z nich jest grecki Santorini, innym Pinatubo na Filipinach. Ten ostatni dał się szczególnie we znaki w listopadzie 1991 r. Wyemitował tak dużo tlenku siarki, że w ciągu następnego roku promieniowanie słoneczne, zależnie od regionów ziemi, zmniejszyło się o 1 - 5 proc. Średnia temperatura globu przez następny rok spadła o przeszło 1 stopień Celsjusza, powodując katastrofę rolną w wielu krajach świata. Zdaniem naukowców konsekwencją wybuchu Pinatubo był także potężny huragan "Andrew" w południowych stanach USA w 1982 r., który spowodował straty przekraczające 30 mld dol.

Na Islandii wulkany teoretycznie są o wiele łagodniejsze. - Większość z nich to nie są typowe stożki zakończone kraterami, ale szczeliny, z których wydobywa się lawa - tłumaczy Colin Macpherson.

To jednak chyba tylko pozory. Islandzkie wulkany nieraz udowodniły, że mają nie tylko ogromną moc niszczenia, ale nawet potrafią zmienić bieg ludzkiej historii. Wybuch wulkanu Laka 8 czerwca 1783 r. miał o wiele większe skutki niż wstrzymanie na kilka dni ruchu lotniczego nad Europą, które dziś daje się we znaki. Siła eksplozji, a przede wszystkim ilość pyłu była tak duża, że pogrzebała 80 proc. hodowanych przez Islandczyków owiec, połowę bydła i koni. Większość zwierząt zatruła się zabójczymi związkami fluoru, które z dna Ziemi wyrzucił na powierzchnię wulkan. Po raz pierwszy od średniowiecza przed Islandią stanęło widmo głodu. Z braku pożywienia zmarła 1/5 mieszkańców kraju, proporcjonalnie tyle, ile osób zginęło w Polsce w czasie II wojny światowej.

Ale skutki eksplozji Laki odczuła nie tylko wyspa. Gdy zachodnie wiatry przesuwały chmury pyłu nad kontynent, w wielu krajach Europy zakryły słońce na wiele miesięcy. - Francja została szczególnie dotknięta skutkami wybuchu. Mroźne zimy i chłodne lata zniszczyły w kolejnych latach plony. Francuscy chłopi nie mieli co jeść. Z rejestrów parafialnych wynika, że na kontynencie z powodu głodu zmarło 160 tys. osób, z tego większość we Francji - uważa Emmanuel Garnier, historyk z uniwersytetu w Caen.

Jego zdaniem to nie idee Woltera czy Rousseau doprowadziły do Wielkiej Rewolucji Francuskiej, lecz właśnie konsekwencje wybuchu Laki. Nie mając czym nakarmić swoich dzieci, zdesperowane paryżanki w 1789 r. ruszyły pod Wersal. Zaczął się przewrót.

Przesada? Amerykańscy historycy też są przekonani, że eksplozja wulkanu zmieniła dzieje ich kraju. Dzieci w szkołach w USA uczą się o "roku bez lata". Wybuch w 1815 r. wulkanu Tambora w Indonezji jest obok eksplozji Krakatau uważany za największy kataklizm ostatnich 1600 lat. Wszystko przez ogromne ilości pyłu, który wydostawał się przez wiele miesięcy z ognistej góry. Z tego powodu średnia temperatura Ziemi przez kolejne 5 lat obniżyła się o przeszło jeden stopień Celsjusza. Od Niemiec po Kanadę i Chiny kronikarze opisują ogromne chmury czerwonawego pyłu, przez które nie mogły przebić się promienie słońca. W samej Irlandii z głodu zmarło 100 tys. osób, dwa razy więcej, niż wyniosły straty USA podczas wojny w Wietnamie.

Zaćmienie było tak potężne, że w połowie czerwca 1816 r. w Nowym Jorku po raz pierwszy w historii zanotowano opady brunatnego śniegu. Mróz zniszczył uprawy farmerów w Nowej Anglii, Connecticut, a nawet w położonej na południu Wirginii. Zdesperowani osadnicy stracili wszystko. I nie zważając na niebezpieczeństwo ataku Indian, dziesiątki tysięcy z nich postanowiło przekroczyć Appalachy w poszukiwaniu żyznych ziem wielkich amerykańskich prerii. Tak zaczęła się wielka wędrówka na Zachód i budowa podwalin pod dzisiejszą potęgę USA.

- Najbardziej niebezpiecznym produktem wulkanu nie jest lawa, ale gazy i pyły. Przy dużych eksplozjach cząsteczki dochodzą do wysokości 20, czasem 30 i 40 km ponad powierzchnię ziemi. Tam wieją potężne wichury, które mogą przenieść śmiercionośne chmury do każdego zakątka ziemi - tłumaczy Patrick Allard. Jego zdaniem najbardziej niebezpieczne są związki siarki, chlorowodoru i fluorowodoru, które w dużych dawkach bywają śmiertelne.

W minionych kilkunastu dniach Eyjafjallajoekull nie zafundował nam jeszcze takiego spektaklu. Ale wyrzucane przez niego, rozdrobnione do mikrocząsteczek szkliwo jest niebezpieczne dla samolotów. W 1982 r. dżambo dżet British Airways lecący nad Dżakartą dostał się w chmurę wulkanicznych wyziewów. Ku przerażeniu załogi i pasażerów drobne cząsteczki przedostały się do silników maszyny i zatrzymały ich pracę. Tylko refleks pilotów spowodował, że boeing 747 przeleciał kilka kilometrów bez napędu. Gdy maszyna zaczęła już pikować, załoga uruchomiła silniki. Nikomu nic się nie stało.

Gdy jednak siedem lat później podobny wypadek zdarzył się samolotowi holenderskich linii lotniczych KLM, Międzynarodowe Zrzeszenie Przewoźników Powietrznych IATA wprowadziło surowe zakazy. To one w ostatnim tygodniu doprowadziły do odwołania przeszło 70 tys. rejsów w całej Europie.

Choć pod koniec tego tygodnia Eyjafjallajoekull nieco zmniejszył emisję pyłu, a większość krajów europejskich zezwoliła na loty samolotów, naukowcy ostrzegają, że to może być tylko początek kłopotów. - Najbardziej prawdopodobny scenariusz to powtórka z cyklu erupcji Eyjafjallajoekulla z 1821 r. Wtedy przez 13 miesięcy wulkan wznawiał i wstrzymywał eksplozje - przypomina Michio Kaku, profesor fizyki w City College w Nowym Jorku.

Nazwa, której większość Islandczyków w tych dniach woli nie wypowiadać, to Katla. Znajdujący się nieopodal Eyjafjallajoekulla wulkan zawsze się uaktywniał, gdy jego brat przerywał mu sen. Tyle że jego wybuch był dziesięciokrotnie silniejszy. Gdyby nastąpił dziś, spowodowałby takie zaćmienie słońca, że europejscy farmerzy mogliby nawet przez 2 - 3 lata tracić całe zbiory. - Katla wybucha średnio co 60 lat. Od 1918 r. nie było poważniejszej eksplozji. Teraz jest ona bardzo prawdopodobna - przyznaje prof. Andrew Hooper z politechniki w Delfcie.

Wszelkie sposoby są dobre, aby zapobiec takiemu scenariuszowi - łącznie z zaklęciami. Na Facebooku już milion osób przyłączyło się do ruchu, który ma "uniemożliwić złemu wulkanowi Eyjafjallajoekullowi rządzenie całym światem". Kojarzenie wulkanów ze wszelkim złem jest jednak niesprawiedliwe. - Bez nich nie byłoby życia, nie byłoby nas - podkreśla Mirosław Rutkowski. I rzeczywiście, kiedy wulkany wygasną, będzie to oznaczało, że wygasło także jądro Ziemi. - Nasza planeta będzie wtedy tak samo martwa jak Księżyc. Ulotni się atmosfera, bo rozpalone serce planety, które dziś działa jak wirujące dynamo magnetyczne i przyciąga powietrze, zniknie, a razem z nim ochrona przed śmiertelnym promieniowaniem kosmicznym - ostrzega Rutkowski.

Zdaniem Michio Kaku dzięki wulkanom nie tylko możemy dziś przetrwać na ziemi, ale w ogóle się na niej pojawiliśmy. To bowiem one wypuściły do atmosfery krytyczną ilość dwutlenku węgla i w ten sposób stworzyły coś na kształt szklarni, w której mogło rozwinąć się życie. Profesor City College uważa także, że 65 mln lat temu ogromne wybuchy wulkanów, obok uderzenia wielkiego meteorytu w rejonie Ameryki Środkowej, doprowadziły do wyginięcia dinozaurów i otworzyły drogę do dominacji ssaków.

Jedna z teorii zakłada, że wulkany nie tylko pozwoliły człowiekowi przeżyć, ale także go ukształtowały. 700 tys. lat temu seria megaeksplozji na wyspie Toba w Indonezji miała bowiem zniszczyć niemal całą ludzkość. Przeżyła niewielka grupka bezpośrednio ze sobą spokrewnionych uciekinierów. Właśnie dlatego, jak uważają zwolennicy wskazanej teorii, dziś 99,99 proc. kodu DNA u każdego człowieka jest identyczne.

Aby docenić korzyści z wulkanów, nie musimy jednak sięgać w daleką przeszłość. Każda eksplozja wydobywa z głębi ziemi niezbędne do życia pierwiastki, jak potas, wapń czy magnez. Niesione przez wiatry użyźniają gleby całego świata. Francuscy znawcy win twierdzą, że nie ma lepszych burgundów niż te, które powstają z winorośli sadzonych na wulkanicznych glebach. A Włosi nie przez przypadek nazwali jedne z swoich wysp wulkanicznych Liparyjskimi, czyli żyznymi.

Wulkany szczególnie istotne są dla życia oceanów. Słone wody z natury są ubogie w pokarm. Dlatego pył pochodzący z podwodnych wulkanów jest kluczowym pokarmem dla planktonu, a pośrednio dla żywiących się nim ryb. Sięgając po makrelę czy dorsza, pomyślmy ciepło o "złym wulkanie Eyjafjallajoekullu".

@RY1@i02/2010/079/i02.2010.079.000.0013.001.jpg@RY2@

Fot. Corbis/FotoChannels

Aż 75 proc. wszystkich wulkanów leży w pacyficznym pierścieniu ognia

Jędrzej Bielecki