आइसलैंड विस्फोट के बारे में वैज्ञानिकों की जीवनरक्षक भविष्यवाणी के अंदर | क्वांटा पत्रिका

नवंबर 10, 2023, पर क्रिस्टिन जोन्सडॉटिरआइसलैंडिक मौसम विज्ञान कार्यालय के ज्वालामुखी अनुसंधान विभाग के प्रमुख, एक दुर्लभ दिन की छुट्टी ले रहे थे। उन्होंने कहा, "यह मेरा 50वां जन्मदिन था।" फिर सब कुछ हिलने लगा. वह दिन भर अपने फोन पर नज़रें गड़ाए रहती थी, आइसलैंड के रेक्जेन्स प्रायद्वीप के नक्शों पर भूकंप को खिलते हुए देखती थी।

प्रायद्वीप में विदर विस्फोट का अनुभव होता है, जहां जमीन फट जाती है और लावा बाहर निकलता है। अक्टूबर के अंत से, ध्यान प्रायद्वीप के स्वार्टसेंगी क्षेत्र पर केंद्रित किया गया था - जो लोकप्रिय ब्लू लैगून स्पा, एक भू-तापीय ऊर्जा संयंत्र और ग्रिंडाविक के तटीय शहर का घर है। प्रायद्वीप के पिछले तीन दरार विस्फोटों ने अलग-अलग घाटियों में आग भर दी थी। हालाँकि, अब शहर खतरे में था।

10 नवंबर को आए भूकंप के तूफ़ान से पता चला कि एक दबी हुई जादुई नदी ग्रिंडाविक और उसके 3,600 निवासियों की ओर बढ़ गई है। इससे भी अधिक कष्टकारी बात यह है कि, एक बांध - तरल आग के पर्दे के समान एक ऊर्ध्वाधर मैग्मा निकाय - उस भूमिगत नदी से बाहर निकल गया था, जो सतह से कुछ ही दूर रुक गया था।

तुरंत, अधिकारियों ने शहर खाली करा लिया। और फिर सभी ने इंतजार किया.

18 दिसंबर को, एक ज्वालामुखीय दरार ने शहर के उत्तर-पूर्व में जमीन को तोड़ दिया और सर्दियों की मिट्टी को पिघली हुई चट्टान से रंग दिया। तीव्र विस्फोट कुछ दिनों तक चला और ग्रिंडाविक के बाहर रहा।

फिर 3 जनवरी को सुबह 14 बजे, कुछ निवासी जो अपने घरों को लौट आए थे, उन्हें क्लैक्सन और टेक्स्ट संदेशों ने जगाया और उन्हें भागने के लिए कहा। एक और विस्फोट ने शहर पर आक्रमण कर दिया था। लगभग 60 घंटे बाद जब यह ख़त्म हुआ, तब तक कई घर इसकी चपेट में आ चुके थे, लेकिन किसी की मौत नहीं हुई थी।

ग्रिंडाविक के निवासी अपने जीवन का श्रेय सक्रिय स्थानीय अधिकारियों, आपातकालीन प्रबंधकों और पृथ्वी के आंतरिक भाग के अध्ययन को देते हैं। वैज्ञानिक ग्रह की परत में भूकंपीय तरंगों और विकृतियों को डिकोड करके मैग्मा की गति पर नज़र रख रहे थे। प्रायद्वीप की ज्वालामुखीय पाइपलाइन का मानचित्रण करके, वे इस बात की बेहतर समझ बना रहे हैं कि ज्वालामुखी सामान्य रूप से कैसे काम करता है, साथ ही भविष्य में और भी अधिक सटीक स्थानीय पूर्वानुमान प्रदान करने का लक्ष्य रखते हैं।

कार्य जारी है; यह ज्वालामुखी संकट अभी ख़त्म नहीं हुआ है। एक प्रायद्वीप जिसने 800 वर्षों से कोई विस्फोट नहीं देखा था, अब जाग गया है, और भूगर्भिक साक्ष्य बताते हैं कि विस्फोट वर्षों, दशकों या यहां तक ​​​​कि सदियों तक जारी रह सकते हैं।

जोंसडॉटिर ने कहा, "हमने लावा का केवल एक अंश ही ऊपर आते देखा है।" "प्रकृति गंभीर है।"

भूभौतिकी की शक्ति

विदर विस्फोट - जो आइसलैंड के साथ-साथ हवाई और (कई सहस्राब्दी पहले) इडाहो, न्यू मैक्सिको और कैलिफ़ोर्निया - का पूर्वानुमान लगाना कठिन है। पहाड़ी भू-आकृति वाले क्लासिक ज्वालामुखी विस्फोटों के विपरीत, यह अनुमान लगाना कठिन है कि दरारें कहां होंगी।

रेक्जेन्स प्रायद्वीप का विदर ज्वालामुखी विशेष रूप से अजीब है। प्राचीन लावा प्रवाह, जो अब जगह-जगह जमे हुए हैं, से पता चलता है कि विस्फोटों ने इस क्षेत्र को एक समय में कई वर्षों तक प्रभावित किया है, लेकिन इन घटनाओं के दोनों ओर, ज्वालामुखीय गतिविधि सदियों से अनुपस्थित थी। विस्फोटों की अंतिम अवधि 1240 में समाप्त हुई, और वह थी अपनी तरह का तीसरा पिछले 4,000 वर्षों में प्रायद्वीप पर, प्रत्येक समूह लगभग आठ शताब्दियों से अलग है। लेकिन यह लगभग 800 वर्ष की आवधिकता क्यों मौजूद है? “ईमानदारी से कहूँ तो हम अभी भी नहीं जानते,” कहा अल्बर्टो कैरासिओलो, आइसलैंड विश्वविद्यालय में एक भूविज्ञानी।

वहाँ ज्वालामुखी है, यह चौंकाने वाली बात नहीं है। प्रायद्वीप एक मेंटल प्लम के ऊपर स्थित है - ए गर्मी का फव्वारा पृथ्वी की कोर-मेंटल सीमा से उठ रहा है। और यह मध्य-अटलांटिक रिज तक फैला हुआ है, जो यूरेशियन और उत्तरी अमेरिकी प्लेटों के बीच एक विस्फोट-प्रवण सीवन है। रेक्जेनस की विवर्तनिक बेचैनी ने इस क्षेत्र को दुनिया में सबसे अधिक जांचे जाने वाले ज्वालामुखी क्षेत्रों में से एक बना दिया है।

इसलिए, 2020 में, जब प्रायद्वीप में हजारों की संख्या में भूकंप आने लगे और जमीन में सूजन आने लगी, तो वैज्ञानिकों को संदेह हुआ कि यह हंगामा आठ सदियों से चल रहे ज्वालामुखी विस्फोट की प्रस्तावना हो सकता है। उन्हें केवल यह पता लगाना था कि कहाँ। 

मैग्मा का शिकार

जब मैग्मा पृथ्वी की पपड़ी में गहरी चट्टान को तोड़ता है, तो यह विशिष्ट हस्ताक्षर वाले भूकंप पैदा करता है। ये भूकंपीय तरंगें और उनके गुण वैज्ञानिकों को मैग्मा की उपस्थिति और प्रवास के बारे में सबसे तात्कालिक - और कम से कम अस्पष्ट - सुराग प्रदान करते हैं। ज्वालामुखी संकट के दौरान, "यदि आपके पास केवल एक ही चीज़ हो," कहा सैम मिशेलब्रिस्टल विश्वविद्यालय के एक ज्वालामुखीविज्ञानी, "यह वही होगा।"

चलते-फिरते मैग्मा, यदि यह काफी उथला है, तो जमीन को भी स्पष्ट रूप से विकृत कर देता है। उपग्रह घंटों, दिनों या हफ्तों के दौरान ऊंचाई में परिवर्तन की पहचान करने के लिए रडार का उपयोग करते हैं। ग्राउंड-आधारित जीपीएस स्टेशन ऊंचाई परिवर्तन के बारे में उच्च-रिज़ॉल्यूशन, वास्तविक समय की जानकारी भी प्रदान करते हैं।

जॉन्सडॉटिर को संदेह है कि 2020 में शुरू हुआ भूकंप का शोर मैग्मैटिक माइग्रेशन और टेक्टोनिक प्लेटों की गति दोनों के कारण था। आइसलैंड में, यूरेशियन और उत्तरी अमेरिकी प्लेटें स्पष्ट रूप से अलग नहीं हो रही हैं, बल्कि शिफ्ट होने पर एक-दूसरे से टकरा रही हैं। विस्फोटित चक्रों के बीच, बहुत अधिक विवर्तनिक तनाव उत्पन्न होता है। फिर, जब मैग्मा इस सीमा के साथ भूमिगत दरारों में अपना रास्ता बनाता है, तो यह शक्तिशाली और लगातार भूकंपों के रूप में उस तनाव को जारी करता है।

हालाँकि, 2021 की शुरुआत में, इस जादुई मशीन ने गियर बदल लिया। ऊंचाई में बदलाव और भूकंपीय हलचल दोनों ने सुझाव दिया कि मैग्मा एक निर्जन घाटी के बगल में एक छोटे ज्वालामुखीय टीले, फाग्राडल्सफजाल के नीचे इकट्ठा हो रहा था। कई महीनों तक, लंबी अवधि के भूकंपों ने प्रायद्वीप की गहरी परत को हिलाकर रख दिया था। इस प्रकार के भूकंप “नीचे देखे गए हैं।” अन्य ज्वालामुखी दुनिया भर में, और अभी भी पूरी तरह से समझा नहीं गया है, ”कहा टॉम विंडर, आइसलैंड विश्वविद्यालय में एक ज्वालामुखी भूकंपविज्ञानी। रहस्यमय होते हुए भी, वे सुझाव देते हैं कि कुछ धीमी गति से हो रहा है - गर्म चट्टान का क्रमिक विखंडन, शायद, या मैग्मा की बूँदें एक संकुचन के माध्यम से निचोड़ रही हैं।

फिर, 19 मार्च, 2021 को प्रायद्वीप में आठ शताब्दियों में पहली बार विस्फोट हुआ। छह महीने तक, फग्राडल्सफजाल के बगल में एक दरार से पिघला हुआ पदार्थ निकलता रहा। 2022 और 2023 की गर्मियों में दो छोटे विस्फोट हुए।

उन बास-जैसी लंबी अवधि के झटकों के अलावा, समग्र भूकंपीय सिम्फनी जो तीन फाग्राडल्सफजाल विस्फोटों से पहले हुई थी, ने सुझाव दिया कि मैग्मा सतह पर एक असामान्य मार्ग ले रहा था। उथली पपड़ी में इकट्ठा होने के बजाय, पिघली हुई चट्टानें बड़ी गहराई से सीधे सतह की ओर बढ़ती हुई दिखाई दीं - पपड़ी और अंतर्निहित, पोटीन जैसे मेंटल के बीच की सीमा। "यह काफी अनसुना है," विंडर ने कहा।

कई आइसलैंडिक ज्वालामुखीय प्रणालियों की तुलना में, फ़ग्राडल्सफ़जाल अजीब तरह से कार्य कर रहा था, लेकिन कम से कम यह किसी या किसी भी चीज़ से बहुत दूर हो रहा था।

अक्टूबर 2023 तक ऐसा नहीं था कि वैज्ञानिकों की जिज्ञासा चिंता में बदल गई जब गतिविधि दक्षिण में बुनियादी ढांचे से भरपूर स्वार्टसेंगी क्षेत्र में स्थानांतरित हो गई।

ग्रिंडाविक की लड़ाई

स्वार्टसेंगी क्षेत्र में जमीन 2020 के बाद से कई बार ऊपर उठी, फिर उठनी बंद हो गई, जिसका अर्थ है कि मैग्मा अनियमित अंतराल पर आ रहा था, हालांकि विस्फोट के बिना। लेकिन 2023 के अंत तक, आंदोलन की गति तेज हो गई। मैग्मा पहले से कहीं अधिक तेजी से क्षेत्र में प्रवेश कर रहा था। नवंबर के मध्य तक, एक देहली - मैग्मा का एक क्षैतिज पिंड - हाथी के आकार का स्वार्टसेंगी से कुछ ही किलोमीटर नीचे बैठा था। जॉन्सडॉटिर ने कहा, "हर कोई अपने पैरों पर खड़ा था, और हम वास्तव में नहीं जानते थे कि आगे क्या होगा।" यह स्पष्ट नहीं था कि विस्फोट कहाँ और कब हो सकता है।

नवंबर में इस क्षेत्र को हिलाने वाले भूकंपों ने रास्ता दिखाने में मदद की। प्रारंभ में, उनकी विशाल संख्या ने आइसलैंडिक मौसम विज्ञान कार्यालय की भूकंपीय निगरानी क्षमताओं को अधिभारित कर दिया, लेकिन कर्मचारी तुरंत अराजकता में कोरस ढूंढने और इसके गीतों को समझने में कामयाब रहे: रॉक-ब्रेकिंग भूकंप का मतलब था कि कुछ मैग्मा ने देहली छोड़ दी थी और किनारे पर चले गए थे। और भू-निगरानी करने वाले उपग्रहों ने पुष्टि की कि भूकंपीयता क्या सुझाती है: स्वार्टसेंगी की देहली के ऊपर की जमीन मैग्मा के सूखने के कारण गिर गई थी।

यह देखना आसान था कि वह मैग्मा कहाँ गया था। ग्रिंडाविक के आसपास की ज़मीन धँस रही थी। भूमि का अध्ययन करने वाले एक ज्वालामुखीविज्ञानी को, उस पैटर्न से मैग्मा की अनुपस्थिति का पता नहीं चला, बल्कि उसके आक्रमण का पता चला। देहली से निकलने वाला मैग्मा ग्रिंडाविक के ठीक नीचे ऊपर की ओर चमकने से पहले बग़ल में चला गया था। जैसे ही यह ऊपर उठा, मैग्मा की इस ऊर्ध्वाधर टेंड्रिल ने चट्टान की दीवारों को अपने रास्ते से बाहर धकेल दिया। बदले में, टेंड्रिल के ऊपर की भूमि नव निर्मित शून्य में खिसक गई। बाद में, वैज्ञानिक रिपोर्ट करेंगे 10 नवंबर के भूकंप तूफान के दौरान एक बिंदु पर, लगभग 7,400 क्यूबिक मीटर मैग्मा हर सेकंड देहली से टेंड्रिल में बढ़ रहा था।

इस भूमिगत फेरबदल के संकेत भूतापीय ऊर्जा संयंत्र के बोरहोल के अंदर भी देखे गए थे। ज्वालामुखीय गैसें, जैसे सल्फर डाइऑक्साइड, मैग्मा से बचो उथली गहराई पर और आसन्न विस्फोट का संकेत दे सकता है। वैज्ञानिकों ने बोरहोल के भीतर गैस और दबाव में बदलाव देखा - यह एक और संकेत है कि मैग्मा शहर की ओर बढ़ रहा है।

मैग्मा का एक विशाल टेंड्रिल, जिसे डाइक के रूप में जाना जाता है, ग्रिंडाविक के नीचे उग आया था, जिसकी एक शिखा इसकी सड़कों से सिर्फ 800 मीटर नीचे थी।

10 नवंबर के भूकंप तूफान के कुछ घंटों के भीतर, वैज्ञानिकों ने भूमि के 10 मील लंबे हिस्से की पहचान की जहां विस्फोट की अत्यधिक संभावना थी। यह शहर के उत्तर-पूर्व में पुराने ज्वालामुखीय क्रेटरों की एक श्रृंखला से लेकर इसके दक्षिण-पश्चिम तक ग्रिंडाविक से होकर गुज़रा। आधी रात तक, आइसलैंड की नागरिक सुरक्षा ने शहर को खाली करा लिया था, और निर्माण श्रमिकों ने लावा से बाढ़ की संभावना वाले क्षेत्रों में जल्दबाजी में सुरक्षात्मक दीवारें बनाईं।

अगले कुछ हफ्तों में, भूभौतिकीय अवलोकनों से पता चला कि मैग्मा अभी भी इस क्षेत्र में बह रहा था। 18 दिसंबर तक, गुब्बारे वाली ज़मीन के आधार पर, वैज्ञानिकों ने गणना की कि लगभग 11 मिलियन क्यूबिक मीटर ताज़ा मैग्मा देहली में जमा हो गया था। ऐसा प्रतीत हुआ कि यह उतना ही था जितना इसमें समा सकता था। उस दिन, मैग्मा का एक और शोर भरा प्रवाह देहली से निकल गया और बाँध से भर गया। रॉक-ब्रेकिंग भूकंपों ने वैज्ञानिकों को चेतावनी दी कि मैग्मा अंततः सतह के लिए एक ब्रेक बना रहा था, और उन भूकंपों के शुरू होने के 90 मिनट बाद, "हमारे पास विस्फोट हुआ था," जोंसडॉटिर ने कहा। "वह वास्तव में एक तेज़ घटना थी।" अगले कुछ दिनों में, विस्फोट ने बांध को इतना सूखा दिया कि वह स्थिर और स्थिर हो गया।

यह पैटर्न 14 जनवरी के विस्फोट से पहले दोहराया गया: चार घंटे बाद विस्फोट शुरू होने से पहले 12 मिलियन क्यूबिक मीटर मैग्मा देहली में भर गया। इस बार, शहर के उत्तर में सुरक्षात्मक दीवारों में से एक के पास उभरी 3,000 फुट लंबी दरार से राक्षसी पदार्थ निकला, जो लावा को विक्षेपित करने में कामयाब रहा। लेकिन एक दूसरी, छोटी दरार शहर के ठीक किनारे पर, दीवार के पीछे दिखाई दी और तीन घरों को नष्ट कर दिया।

इसके बाद देहली फिर से फूलने लगी। इस बिंदु तक, वैज्ञानिकों ने गणना की थी कि विस्फोट की अत्यधिक संभावना तब होगी जब देहली कम से कम 9 मिलियन क्यूबिक मीटर पिघले हुए पदार्थ से भर जाएगी। फरवरी की शुरुआत में, देहली उस सीमा को पार कर गई थी, और 8 फरवरी को, एक और विस्फोट शुरू हुआ। दिसंबर में विस्फोट स्थल के पास 3 किलोमीटर लंबी दरार खुल गई, जिससे लावा ग्रिंडाविक से दूर, लेकिन एक पाइप की ओर बह गया, जो प्रायद्वीप के अधिकांश हिस्से में गर्म पानी की आपूर्ति करता है।

और इसलिए यह चक्र चलता रहता है।

भू-रासायनिक खुलासे

स्वार्टसेंगी के जादुई हृदय की नब्ज जानने के लिए वैज्ञानिक जिन भूभौतिकीय तकनीकों का उपयोग कर रहे हैं, वे केवल वास्तविक समय में खतरे को ट्रैक नहीं कर रही हैं। वे उन धमनियों की एक तस्वीर बनाने में भी मदद कर रहे हैं जो उस मैग्मा को सतह तक पहुंचाती हैं - जो पूरे प्रायद्वीप को समझने के लिए महत्वपूर्ण है और यह लंबी समय सीमा पर कैसे व्यवहार कर सकता है।

फ़ग्राडल्सफ़जाल और स्वार्टसेंगी - दो वर्तमान में सक्रिय ज्वालामुखी प्रणालियाँ - केवल कुछ मील की दूरी पर अलग हैं। उनकी निकटता के बावजूद, भूगर्भिक साक्ष्य दृढ़ता से सुझाव देते हैं कि वे अलग-अलग प्रणालियाँ हैं। उनकी भूमिगत वास्तुकला स्पष्ट रूप से भिन्न हैं। फाग्राडल्सफजाल में, मैग्मा मेंटल से सीधे सतह पर आता है, जबकि स्वार्टसेंगी में, यह अस्थायी रूप से उथले क्रस्ट में संग्रहीत होता है।

और फिर भी, हैरानी की बात यह है कि दोनों प्रणालियाँ पृथ्वी के आवरण में एक ही स्रोत से सामग्री खींचती प्रतीत होती हैं, जो एक गहरे संबंध का संकेत देती हैं।

एड मार्शलआइसलैंड विश्वविद्यालय के एक भू-रसायनज्ञ ने दोनों स्थानों पर विस्फोटों से ताजा निकले लावा का अध्ययन किया है ताकि यह निर्धारित करने का प्रयास किया जा सके कि दोनों ज्वालामुखी प्रणालियाँ कैसे जुड़ी हुई हैं और वे बारी-बारी से क्यों फूट रहे हैं। उन्होंने कहा, "आप ऐसी जगह पार्क करना चाहते हैं जहां गैस और लावा आपको बाहर नहीं निकाल पाएंगे।" फिर "आप अंदर जाते हैं, आप नमूना लेते हैं, और आप बाहर निकल जाते हैं।"

सामान्य तौर पर, आइसलैंडिक लावा समान रासायनिक पैटर्न प्रदर्शित करते हैं। लेकिन मार्शल ने इसके मैग्मैटिक सूप को बनाने वाले तत्वों और यौगिकों के विशिष्ट मिश्रण का जिक्र करते हुए कहा, "फग्राडल्सफजाल में दुनिया की सबसे अजीब पिघली हुई रसायन शास्त्र है।" “यह वास्तव में सिर्फ अजीब नहीं है। यह अनोखा है।” अनोखा, अर्थात, सिवाय इसके कि स्वार्टसेंगी लावा है लगभग बिल्कुल वही रासायनिक फिंगरप्रिंट, भले ही फ़ग्राडल्सफ़जाल और स्वार्टसेंगी प्रतीत होता है कि स्वतंत्र ज्वालामुखी प्रणालियाँ हैं। मार्शल ने कहा, "इसका बिल्कुल कोई मतलब नहीं है।" "प्रकृति इस समय हमारे साथ खिलवाड़ कर रही है।"

लेकिन "अगर चीजें भौतिक रूप से गहराई से जुड़ी हुई हैं," उन्होंने कहा, "यह पूरी समस्या का एक बहुत सुंदर समाधान है।"

प्रायद्वीप के ज्वालामुखी का भूकंपीय विश्लेषण जारी है। वैज्ञानिकों को उम्मीद है कि वे यह अनुमान लगाने में सक्षम होंगे कि आने वाले महीनों और वर्षों में यह कहां उभरेगा, जैसा कि उन्होंने हाल के विस्फोटों के साथ किया था। एक शुरुआत के रूप में, हाल्डोअर गीर्सनआइसलैंड विश्वविद्यालय के एक भूभौतिकीविद्, और उनके सहयोगी अशांति की इस अवधि के दौरान प्रायद्वीप पर दोषों और फ्रैक्चर को मैप करने के लिए उपग्रह रडार का उपयोग कर रहे हैं, जो उनका सुझाव है छुपे दोष उजागर कर सकते हैं, जिसमें वे भी शामिल हैं जो भविष्य में दरार विस्फोट के स्थल हो सकते हैं।

इस बात की कोई गारंटी नहीं है कि बाद के विस्फोट स्वार्टसेंगी के हालिया विस्फोटों के समान पैटर्न का पालन करेंगे - सिस्टम का सिल-डाइक हृदय आवश्यक रूप से एक निश्चित विशेषता नहीं है। “हर बार जब कोई विस्फोट होता है, तो आप पाइपलाइन प्रणाली बदल देते हैं। यह वापस शून्य पर रीसेट नहीं होता है,'' मिशेल ने कहा।

ग्रिंडाविक की भविष्य में रहने की क्षमता एक खुला प्रश्न है, और यह देखना बाकी है कि क्या प्रायद्वीप के अन्य शहरों को लावा की धार का सामना करना पड़ेगा। रेक्जेन्स प्रायद्वीप का नया हाइपरवॉल्केनिक युग अभी शुरू हुआ है, और यह वर्षों, दशकों, शायद सदियों तक भी चल सकता है।

जोंसडॉटिर ने कहा, "दुर्भाग्य से, आगे कोई अच्छी खबर नहीं है।"