Teadlased jälgivad vulkaane hoolsalt
Selles võib süüdistada trolle. Või Islandi maailma vanimat demokraatiat. Või koguni sealset eriti muljet avaldanud tarbimisbuumi. Või kes tahab, saab süüdistada kliima soojenemist. Või vulkaani võimatut nime Eyjafjallajökull. Kuid ometi ei ole vulkaanilise tuha õhkupaiskumine mingi uudis. Seda kinnitab kas või tõsiasi, et Maal on koguni üheksa vulkaanilise tuha nõuandekeskust (Volcanic Ash Advisory Centers), mida haldab Rahvusvaheline Tsiviillennunduse Organisatsioon (ICAO). Atmosfääri Euroopa ja Aafrika kohal jälgivad keskused, mis asuvad Londonis ja Toulouse’is.
Lisaks tegelevad tulemägede tulemite jälgimisega Saksamaal Darmstadtis asuv EUMETSAT-i satelliite haldav keskus, Potsdamis asuv Saksamaa geoteaduste uurimiskeskus GFZ ja veel paljud teised teaduskeskused.
ESA satelliit Envisat näiteks jälgib atmosfääri oma keskmise lahutusega spektromeetriga MERIS, mis mõõdab punase valguse neeldumist atmosfääriõhu hapnikus. Berliini Vaba Ülikooli teadlased on aga arendanud eksperimentaalse algoritmi, et määrata pilvede maksimaalne kõrgus. Tavaliselt kasutatakse seda ilma ennustamiseks, kuid sobib ka tuhapilvede jaoks. 17. aprillil oli vulkaanipilve tippkõrgus Islandi kohal viis kilomeetrit ning see laskus levides kahe kilomeetrini.
Saksamaal Hamburgis paiknev Max Plancki meteoroloogiainstituut teeb korrapäraseid mõõtmisi päikesefotomeetriga ja LIDAR-iga, mis saadab õhku laserkiire. Õhus heljuvad osakesed peegeldavad osa kiirest tagasi. Kuna Islandi vulkaan paiskas lisaks tuhale õhku ka veeauru, siis arvatakse, et seeläbi tekkisid 16. aprillil kõrgel paiknevad kiudpilved. Seejärel ilmusid ka madalamad pilved. Päikesefotomeetritega mõõdeti aerosoolide optilist tihedust nähtava valguse eri lainepikkustel, mis annab tuhaosakeste suuruse. See viitas suhteliselt suurtele osakestele, mis ometi on vaid millimeetri tuhandikosades mõõdetavad.
Vulkaanilise tuha taset mõõdeti ka meteoroloogilistelt õhupallidelt, mis on ehitatud mõõtmaks liivatolmu Sahara kõrbe kohal. Herdfordshire’i ülikooli meteoroloogid järeldasid mõõtetulemustest, et tavaline reaktiivmootor võinuks endasse neelata sekundis 60 miljardit tuhaosakest.
Ning seegi pole mingi uudis, et vulkaanituhk võib vahel lennukitele ohtlik olla. Kuulsaim näide on 1982. aasta juunis British Airwaysi lennukiga juhtunu. See lendas Londonist Uus-Meremaale ja Jaava saare lähedal 11 kilomeetri kõrgusel lennates märkasid piloodid, et juhikabiini aknad hakkavad helenduma ning kabiinis levib väävlilõhnalist gaasi. Mõne minutiga vaikisid kõik neli mootorit ja lennuk hakkas alla planeerima. Siiski taastus nelja kilomeetri kõrgusel mõne mootori töö ja lennukil õnnestus Jakartas maanduda.
Sellelaadseid näiteid on veelgi. Vulkaanilisel tuhal pole midagi ühist näiteks puutuha või tuhamägedega. See koosneb imepeenikestest klaasjatest terakestest, mis sulavad umbes 1200 kraadi juures, seega madalamal temperatuuril kui töötavad lennuki mootorid. Vulkaanilise tuha voogu on võrreldud seepärast liivakõrbe tormiga. Suuremad, millimeetrilised osakesed langevad maha kiiremini, tillemad jõuavad kaugemale. Lõpuks langevad maha nemadki, kas või seeläbi, et liituvad atmosfääri veetilgakestega.
Eriline vulkaan
Islandi Eyjafjallajökull on maailmas eriline. Maal on vähe kohti, kus ookeanide lõhevulkaanid nähtavale tulevad. Islandil kulgeb hiidlõhang ehk rift risti üle saare keskosa. Lisaks asub Eyjafjallajökull jääliustiku all. Vaid Antarktika vulkaanid asuvad paksu jääkihi all. Nõnda siis kogub see salamisi jõudu, kuni pahvatab oma võimsuse välja, paisates mitte niivõrd magmast tekkinud laavat ja tuld, kui imepeente osakeste hiiglasliku pilve. Siiski ei olnud vulkaani aktiveerumine teadmata. Ennustati üsna täpselt, et see hakkab tegutsema märtsi keskel, siis evakueeriti 600 inimest. 14. aprilli purse oli tunduvalt võimsam.
Kuid miks siis ometi pole sellesarnast mastaapset tuhalevikut Islandilt üle Euroopa varem toimunud? Kliimamuutuste eestkõnelejad pakuvad välja, et asi on selles, et üle Euroopa puhub arktiline tuul, sest läänetuuled blokeerib kõrgerõhuline ilmasüsteem. Päikese aktiivsuse muutumine ja kliimamuutused teevad sellise blokeeringu aga üha tõenäolisemaks. Toulouse’is asuva teadusarvutuste uuringute ja tippkoolituse Euroopa keskuse klimatoloog Christophe Cassou ja ta kolleegid on näidanud, et globaalne soojenemine suurendab kliimamustrite blokeerimist Euroopas suvel.
Kõrgelt puhuv võimas jugavooluks nimetatav läänetuul aeglustub äkki ja hakkab uitlema ning vahel täidavad tühiku kirdetuuled. Kui päikese aktiivsus on madal, kaldub selline tuul suunduma ida poole, Euroopale lähemale. Päikese aktiivsus mõjutab 10–50 km kõrgusel stratosfääris puhuvaid tuuli, mis tungivad kõrgemale, kus puhub jugavool. Päike on praeguseks just läbinud aktiivse perioodi, nõnda et blokeering muutub üha tõenäosemaks.
Kliima soojenemist on seotud ka liustike sulamisega. Sulamine võib vähendada survet vulkaani magmakambritele ja nõnda suurendada vulkaani aktiivsust. Kui kuni kümne kilomeetri kõrguseni ulatuv tropo-sfäär muutub soojemaks, suureneb vertikaalne segunemine ja väheneb horisontaalne segunemine, mis kergendab blokeerimist. Londoni University College’i teadlase Julian Hunti arvutused näitavad, et tulevikus sageneb blokeerimine Euroopas suviti ja kestab 20 päeva või rohkem.
Laamtektoonika ehk laamade üksteise suhtes liikumine, tungimine üksteise alla, tundub meile hirmuäratav oma tagajärgede poolest. Milleks on maavärinad, tsunamid, vulkaanid. Kuid see liikumine segab pikapeale mitmesuguseid kivimeid, vett, hapnikku ja kõiksugu keemilisi ühendeid omavahel ning aitab murendada kõige tugevamaid kaljusid. Mis omakorda annab üha uusi võimalusi elule. Ja elu küllap ei oleks saanud tekkida, kui maakoorel poleks olnud sellist pidevat aktiivsust. Vulkaanid paiknevad ikka suurte laamade servades. Ja on mitmeid eri tüüpi vulkaane (vt graafik).
Sugugi mitte kõik vulkaanid ei plahvata. Kui voolab laava, siis pääsevad gaasimullid vaikselt välja. Kui avada šampanjapudel ettevaatlikult, pääseb gaas vedelikust susisedes välja. Nõnda tegutseb näiteks Hawaii vulkaan.
Kui aga pudelit raputada, siis purskab selle sisu ühes gaasiga paukudes õhku. Nii ka mõnel vulkaanipurskel vabaneb sulakivimipudrus magmas lahustunud gaas ülikiirelt ja magma ei kujune vulkaanist välja voolavaks laavaks, vaid puruneb tuhaks ning pimsskiviks. Osa sellest ei jõua atmosfääri, vaid kukub maapinnale ja voolab laavana mööda vulkaanikülge kaugele eemale.
Igal vulkaanipurskel on oma sõrmejälg, mis jääb püsima sadadeks miljoniteks aastateks. Ookeanipõhjas olevate tuhakihtide vanust oskavad teadlased määrata ja tuhakihi koostise järgi on võimalik taastada Maa ning selle kliima ajalugu. Nõnda on vulkaanipursked andnud oma panuse Maa ajaraamatusse.
