Volkanoloji (vulkanoloji olarak da yazılır) volkanların, lavların, magmanın ve toplu olarak volkanizma olarak bilinen ilgili jeolojik, jeofizik ve jeokimyasal süreçlerin bilimsel araştırmasını kapsar. Etimolojisinin kökeni, antik Roma ateş tanrısı Vulcan'a atıfta bulunan Latince vulcan terimine kadar uzanır.
Volkanolog, çağdaş ve tarihsel patlama olaylarının yanı sıra yanardağların patlama dinamikleri ve oluşumu konusunda uzmanlaşmış bir jeoloji bilim adamıdır. Bu uzmanlar, patlamaları belgelemek ve tefra (örneğin kül veya pomza), kaya ve lav gibi patlayan malzemelerden örnekler toplamak için volkanik alanlara, özellikle de aktif olanlara rutin olarak saha gezileri düzenler. Birincil araştırma hedefi, patlamaların tahmin edilmesini içerir; Şu anda kesin bir metodoloji mevcut olmasa da, sismik tahminlere benzer şekilde bu tür olayları tahmin etme veya öngörme yeteneği, insan yaşamının korunması açısından önemli bir potansiyel barındırıyor.
Çağdaş Volkanoloji
İlk volkanolojik gözlemevi olan Vezüv Gözlemevi, 1841 yılında İki Sicilya Krallığı bünyesinde kuruldu. Volkanolojideki ilerleme, temelde jeoloji, tektonik, fizik, kimya ve matematik dahil olmak üzere çeşitli disiplinlerden gelen bilgilerin sentezine bağlı olarak salt sistematik gözlemden daha fazlasını gerektirmiştir. Önemli atılımlar genellikle diğer bilimsel alanlardaki gelişmelerin ardından ortaya çıkar. Örneğin, radyoaktiviteyle ilgili araştırmalar 1896'da başladı ve bunun plaka tektoniği teorisine ve radyometrik tarihlemeye uygulanması yaklaşık elli yıl sonra gelişti. 1841'den beri akışkanlar dinamiği, deneysel fizik ve kimya, matematiksel modelleme teknikleri, enstrümantasyon ve diğer çeşitli bilimsel alanlardaki çok sayıda başka yenilik volkanolojik araştırmalara entegre edilmiştir.
Araştırma Metodolojileri
Sismik izleme, volkanik olaylar sırasında artan sismisiteyi tespit etmek için volkanik bölgelerin yakınına stratejik olarak konumlandırılmış sismograflardan yararlanır. Volkanik kanallar içindeki magmanın yer altı hareketini gösteren uzun dönemli harmonik sarsıntıların belirlenmesine özel olarak odaklanılmaktadır.
Yüzey deformasyonunun izlenmesi, eğim ölçerler, toplam istasyonlar ve elektronik mesafe ölçerler (EDM'ler) gibi araçlarla kolaylaştırılan tesviye, eğim, gerinim, açılar ve mesafe ölçümlerini kapsayan jeodezik metodolojileri içerir. Buna ek olarak, Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS) gözlemleri ve İnterferometrik Sentetik Açıklıklı Radar (InSAR) da buna dahildir. Yüzey deformasyonu, artan magma kaynağının volkanik yapının yüzeyinde çıkıntı oluşumuna yol açtığı magma yükselişinin bir göstergesi olarak hizmet eder.
Volkanik gaz emisyonları, kükürt dioksit gibi gazların varlığını analiz eden taşınabilir ultraviyole spektrometreler (ör. COSPEC, artık büyük ölçüde miniDOAS ile değiştirildi) dahil olmak üzere özel cihazlar kullanılarak veya kızılötesi spektroskopi (FTIR) kullanılarak izlenir. Yüksek gaz emisyon oranları ve özellikle gaz bileşimlerindeki değişiklikler, yakın zamanda gerçekleşecek bir volkanik patlamanın habercisi olabilir.
Termal değişimler, termometreler kullanılarak ve volkanik göllerin ve menfezlerin termal özelliklerindeki değişiklikler gözlemlenerek izlenir; bu, yaklaşmakta olan aktiviteyi işaret edebilir.
Uydu teknolojisi, volkanik gözlem için yaygın olarak kullanılır ve geniş coğrafi alanları nispeten kolaylıkla izleme avantajı sunar. Bu platformlar, 2010 Eyjafjallajökull patlamasında örneklenen kül bulutlarının dağılımını ölçebilme ve SO2 emisyonlarını tespit edebilme kapasitesine sahiptir. Ayrıca InSAR ve termal görüntüleme, yer bazlı cihazların konuşlandırılmasının ve bakımının ekonomik olarak engelleyici olacağı geniş, seyrek yerleşimli bölgelerin izlenmesini kolaylaştırır.
Elektriksel, gravimetrik ve manyetik gözlemleri kapsayan ek jeofizik metodolojiler, dirençteki, yerçekimi anormalliklerindeki veya manyetik anormallik modellerindeki dalgalanmaları ve ani değişimleri izlemeyi içerir. Bu göstergeler yanardağ kaynaklı faylanma ve magma yükselişini gösterebilir.
Stratigrafik analiz, aktivite döngüleri ve patlama büyüklükleri tahminleri de dahil olmak üzere volkanik patlama modellerini belirlemek için tefra ve lav birikintilerinin incelenmesini ve tarihlendirilmesini içerir.
Bileşim analizinin, volkanların türüne ve magma kökenine göre sınıflandırılmasında oldukça etkili olduğu kanıtlanmıştır. Bu, volkanları belirli sıcak nokta manto tüyleriyle ilişkilendirmeyi, manto tüyü erime derinliklerini belirlemeyi, geri dönüştürülmüş dalmış kabuğun geçmişini yeniden yapılandırmayı, tephra birikintilerini ilgili kaynak volkanlarıyla eşleştirmeyi ve magma rezervuarlarının oluşumunu ve evrimini açıklamayı içerir. Bu analitik yaklaşım, gerçek zamanlı örneklemeyle daha da doğrulandı.
Patlama Tahmini
Yukarıda bahsedilen tekniklerden bazılarının modelleme ile birleştirildiğinde, belirli patlamaları tahmin etmede etkili olduğu kanıtlanmıştır; buna örnek olarak 1991'de Pinatubo Dağı çevresindeki tahliyede potansiyel olarak 20.000 hayat kurtarılmıştır. Kısa vadeli tahminler genellikle sismik veya çoklu izleme verilerini kullanır, uzun vadeli tahminler ise yerel volkanizmanın tarihsel kalıplarının incelenmesini içerir. Ancak patlama tahmini, yalnızca patlamanın başlangıç başlangıç zamanının tahminini değil, aynı zamanda potansiyel büyüklüğünün ve başladıktan sonraki ilerleyişinin değerlendirmesini de kapsar.
Tarih
Volkanoloji uzun ve zengin bir tarihe sahiptir. Volkanik bir patlamanın belgelenmiş en eski kanıtı, muhtemelen Türkiye'nin Anadolu kentindeki Çatalhöyük'ün Neolitik bölgesinde keşfedilen, yaklaşık M.Ö. 7.000'den kalma bir duvar resmidir. Bu tablo, tabanında bir yerleşim yeri bulunan çift tepeli bir yanardağın patlamasını tasvir ettiği şeklinde yorumlandı, ancak bu yorum şu anda arkeologlar tarafından tartışılıyor. Gösterilen yanardağın ya Hasan Dağı ya da onun yanındaki daha küçük zirve olan Melendiz Dağı olduğu varsayılmaktadır.
Antik mitoloji
Yunanistan'ın ve erken Roma İmparatorluğu'nun klasik uygarlıkları, volkanik aktiviteyi çeşitli tanrıların varlığına veya eylemlerine bağladı. Mitolojik açıklamalar, dev Enceladus'un, tanrılara karşı isyanın cezası olarak tanrıça Athena tarafından Etna'nın altına gömüldüğünü öne sürüyordu. Romalı şair Virgil, Aeneid'de dağın yeraltındaki gürlemelerini Enceladus'un işkence dolu çığlıklarına, alevlerini nefesine ve titremelerini de hapsedilmeye karşı verdiği mücadeleye bağladı. Euripides, ateş tanrısı Hephaestus'un, Zeus'un silahlarını dövdüğü Etna Dağı'nın altında yaşadığını öne sürdü. Aeschylus, Etna'yı Titanomachy'de Zeus'la meşgul olan Typhon'un hapishanesi olarak tanımladı. Diodorus Siculus, MÖ 425'teki Etna patlamasıyla ilgili tartışmasında, bu olayı Persephone'nin kaçırılmasıyla ilişkilendirdi.
Greko-Romen felsefesi
Yunan filozof Empedokles (M.Ö. 490-430 civarı) dünyanın dört klasik unsurdan oluştuğunu öne sürdü: toprak, hava, ateş ve su. Platon, sıcak ve soğuk su kanallarının aktığı yeraltı nehirlerinin varlığını ileri sürdü. Dünyanın derinliklerinde, büyük bir ateş nehrinin, Pyriphlegethon'un, tüm karasal volkanları beslediğine inanılıyordu. Meteoroloji'de Aristoteles, Dünya'yı kasılmalara ve spazmlara yatkın, yaşayan bir organizma olarak görüyordu. Yeraltı ateşini "rüzgarın dar geçitlere girdiğinde sürtünmesine" bağladı.
Rüzgar, Anaxagoras'ın M.Ö. 5. yüzyılda patlamaların güçlü rüzgarlardan kaynaklandığı yönündeki önermesini takiben 16. yüzyıla kadar volkanik teorilerde merkezi bir unsurdu. Romalı bir filozof olan Lucretius, Etna'nın tamamen içi boş bir yer olduğunu, yeraltı ateşlerinin deniz seviyesine yakın bir yerde dolaşan güçlü bir rüzgar tarafından körüklendiğini öne sürdü. Ovid, volkanik alevlerin "yağlı gıdalar" tarafından sürdürüldüğünü ve bu yakıt tükendiğinde sona erdiğini teorileştirdi. Vitruvius kükürt, şap ve bitümün derin ateşleri beslediğini savundu. Yaşlı Pliny, depremlerin sıklıkla patlamalardan önce geldiğini gözlemledi; Stabiae'de araştırmalar yürütürken MS 79'da Vezüv Yanardağı'nın patlaması sırasında hayatını kaybetti. Yeğeni Genç Pliny, amcasının hayatına mal olan patlama hakkında kapsamlı açıklamalar yaptı ve ölümü zehirli gaz maruziyetine bağladı. Sonuç olarak bu tür patlamalar, her iki yazarın da anısına Plinian olarak adlandırılıyor.
Orta Çağ
On üçüncü yüzyıl Dominikli bilgini Restoro d'Arezzo, etkili eseri La composizione del mondo colle sue cascioni'nin iki tam bölümünü (11.6.4.6 ve 11.6.4.7) Dünya'nın iç enerjisinin oluşumunu araştırmaya ayırdı. Restoro, Dünya'nın iç kısmının aşırı derecede sıcak olduğunu ileri sürdü ve Empedokles'in yaptığı gibi erimiş bir çekirdek öne sürerek volkanik patlamaları erimiş kayaların yüzeye çıkması olarak açıkladı.
Rönesans gözlemleri
Rönesans sırasında Bernard Palissy, Conrad Gessner ve Johannes Kentmann (1518–1568) gibi gözlemciler Dünyanın doğasına, davranışına, kökenine ve tarihine derin bir ilgi gösterdiler. On altıncı yüzyılın sonlarında ve on yedinci yüzyılın ortalarında volkanik aktiviteye ilişkin çok sayıda teori ortaya çıktı. Georgius Agricola, daha sonra Descartes tarafından da tekrarlanan bir kavram olan güneş ışınlarının volkanik olaylarla hiçbir ilişkisi olmadığını ileri sürdü. Agricola, basınçlı buharın 'dağ petrolü' ve bazalt patlamalarını tetiklediğini öne sürdü. Johannes Kepler, volkanları Dünya'nın 'gözyaşları ve dışkıları' için, bitüm, katran ve kükürt dışarı atan kanallar olarak kavramsallaştırdı. Tanrı'nın dünyayı anında yarattığını öne süren Descartes, onun oluşumunu üç ayrı katmanda tanımlamıştır: Ateşli derinlikler, su tabakası ve atmosfer. Ayrıca volkanların, güneş ışınlarının Dünya yüzeyine nüfuz ettiği noktalardan kaynaklandığını öne sürdü.
Güney İtalya volkanları, Rönesans'tan sonra doğa bilimcilerin ilgisini çekti ve bu, Lucretius ve Strabo gibi yazarların klasik açıklamaları yeniden keşfetmesini kolaylaştırdı. Vezüv, Stromboli ve Vulkan, volkanik olayların özelliklerini araştırmak için önemli fırsatlar sundu. Bu yanardağların yakınında yaşayan İtalyan doğa filozofları, konuyla ilgili kapsamlı ve bilimsel çalışmalar yazdılar. Giovanni Alfonso Borelli'nin Etna Yanardağı'nın patlamasına ilişkin 1669 açıklaması, Giulio Cesare Recupito'nun 1631 Vezüv Yanardağı patlamasına ilişkin açıklaması (1632'de ve sonraki baskılarda yayınlanmıştır) ve Francesco Serao'nun Vezüv Yanardağı patlamasına ilişkin 1737 raporunun (yine 1737'de Fransızca ve İngilizce olarak yayınlanmıştır) yanı sıra ufuk açıcı bir bilgi kaynağı haline geldi.
Cizvit Athanasius Kircher (1602–1680), Etna Dağı ve Stromboli'deki patlamaları gözlemledi ve ardından Vezüv kraterini keşfetti. Daha sonra, kükürt, bitüm ve kömürün yakılmasıyla körüklenen diğer birçok yangınla bağlantılı, merkezi bir ateşe sahip bir Dünya hipotezini yayınladı. Bu bakış açısı, volkanların bir tür emniyet valfi olarak kavramsallaştırıldığı Mundus Subterraneus adlı çalışmasında açıkça dile getirildi.
Bu fenomenin kökenleri, 1650'yi takip eden yüzyılda yayınlanan çok sayıda Dünya teorisinde kapsamlı bir şekilde tartışıldı. Bu teorisyenler, doğrudan gözlemci olmasalar da, çeşitli, kapsamlı sistemler oluşturmak için mevcut gözlemleri Newton'un, Kartezyen'in, İncil'in veya animistik bilimsel ilkelerle sentezlediler. Bu çerçevede, volkanik patlamalar ve depremler genellikle yanıcı buharların birikebileceği ve sonunda tutuşabileceği geniş yeraltı mağaralarıyla ilişkilendiriliyordu. Thomas Burnet, Dünya'nın önemli bir kısmının yanıcı olduğunu ve kolayca tutuşabilen zift, kömür ve kükürt içerdiğini öne sürdü. William Whiston'un teorisi, ateşleme için yeraltı havasının gerekli olduğunu öne sürerken, John Woodward suyun hayati rolünü vurguladı. Athanasius Kircher, bu mağaraların ve ısı kaynaklarının son derece derin olduğunu ve Dünya'nın çekirdeğine doğru uzandığını ileri sürdü. Tersine, diğer bilim adamları, özellikle Georges Buffon, volkanik yangınların volkanik koninin yükseklerinde yer alması nedeniyle bunların nispeten yüzeysel olduğunu düşünüyorlardı. Başta Thomas Robinson olmak üzere pek çok yazar, Dünya'yı yaşayan bir organizma olarak kavramsallaştırdı ve iç ısısını, depremlerini ve patlamalarını yaşamın tezahürleri olarak yorumladı. Bu animist felsefe 17. yüzyılın sonlarına doğru zayıflamasına rağmen etkisi 18. yüzyıla kadar devam etti. Bilimsel söylem piritin suyla yanması, kayanın bitümden katılaşması, sudan kayanın oluşması (Neptünizm) gibi kavramlarla boğuşuyordu. O zamanlar bilinen tüm yanardağların su kütlelerinin yakınında yer aldığı göz önüne alındığında, volkanizmayı açıklamak için deniz ve kara arasındaki etkileşime sıklıkla başvurulmaktaydı.
Din ve Mitolojiyle Etkileşim
Volkanlarla ilgili çok sayıda kabile efsanesi, Pasifik Ateş Çemberi ve Amerika kıtasından kaynaklanır ve genellikle şiddetli patlamaları doğaüstü veya ilahi güçlere bağlar. Maori mitolojisinde Taranaki ve Tongariro, Pihanga'ya aşık olan ve acı, kıskanç bir çatışmaya yol açan sevgililerdi. Bugüne kadar bazı Māoriler, bu kadim anlaşmazlığın yeniden canlanmasından korkarak Tongariro ve Taranaki arasındaki doğrudan hizada ikamet etmekten kaçınıyor. Hawaii dininde Pele (Pel-a; [ˈpɛlɛ]) volkanların tanrıçası olarak saygı görür ve Hawaii mitolojisinde önemli bir figür olmaya devam eder. Adı, Pele'nin saçları, Pele'nin gözyaşları ve Limu o Pele (Pele'nin deniz yosunu) dahil olmak üzere birçok bilimsel terim için benimsenmiştir. Ayrıca Jüpiter'in uydusu Io'daki bir yanardağ da Pele adını taşıyor.
Aziz Agatha, Etna Dağı yakınlarında yer alan bir şehir olan Katanya'nın koruyucu azizi olarak hizmet ediyor ve Hıristiyan antik çağındaki bakire şehitlerin son derece saygı duyulan bir örneği olmaya devam ediyor. MS 253'te, şiddetli ölümünden yalnızca bir yıl sonra, Etna Dağı'ndaki patlamanın sona ermesi onun ilahi müdahalesine bağlandı. Buna rağmen Catania, 1169 Etna Yanardağı patlaması sırasında neredeyse tamamen yok oldu ve 15.000'den fazla ölümle sonuçlandı. Bununla birlikte, Aziz Agatha, 1669 Etna patlaması sırasında ve 1886'da Nicolosi kasabasını tehdit eden bir salgın sırasında bir kez daha yakarıldı. İtalyan halk dininde azize yakarma ve azizle etkileşimde bulunma uygulaması, genellikle dua alışverişinde karşılıklı veya pazarlık yaklaşımıyla karakterize edilir, James Frazer geleneğini takip ederek eski pagan inançları ve uygulamalarıyla ilişkilendirilmiştir.
1660'taki Vezüv Yanardağı patlaması komşu köylere ikiz piroksen kristalleri ve kül biriktirdi. Çarmıhı andıran bu kristaller Aziz Januarius'un mucizevi bir müdahalesi olarak yorumlandı. Napoli'de, Vezüv Yanardağı'nın her önemli patlaması sırasında Aziz Januarius'un kalıntıları geleneksel olarak şehirde gezdirilir. Peder Antonio Piaggio'nun 1779 ve 1794 tarihli günlüklerinin yanı sıra bu tören alaylarının kayıtları, İngiliz diplomat ve amatör doğa bilimci Sir William Hamilton'un Vezüv'ün patlamalarının kapsamlı bir kronolojisini ve tanımını derlemesine olanak sağladı.
Önemli volkanologlar
- Platon (MÖ 428–348)
- Yaşlı Pliny (MS 23–79)
- Genç Pliny (61 – c. MS 113)
- George-Louis Leclerc, Kont de Buffon (1707–1788)
- James Hutton (1726–1797)
- Déodat Gratet de Dolomieu (1750–1801)
- George Julius Poulett Scrope (1797–1876)
- Giuseppe Mercalli (1850–1914)
- Thomas Jaggar (1871–1953), Hawaii Volkan Gözlemevi'nin kurucusu
- Haroun Tazieff (1914–1998), Fransız Hükümeti danışmanı ve Jacques Cousteau
- George P. L. Walker (1926–2005), konuyu niceliksel bir bilime dönüştüren öncü volkanolog
- Haraldur Sigurdsson (1939 doğumlu), İzlandalı volkanolog ve jeokimyacı
- Katia ve Maurice Krafft (sırasıyla 1942–1991 ve 1946–1991), 1991'de Japonya'daki Unzen Dağı'nda öldüler
- David A. Johnston (1949–1980), 1980'de St. Helens Dağı'nın patlaması sırasında öldürüldü
- Harry Glicken (1958–1991), 1991'de Japonya'daki Unzen Dağı'nda öldü
Galeri
Koleksiyonlar
University College London, doktor ve volkanolog Henry James Johnston Lavis tarafından 1914 yılında yapılan bir miras olan, Birleşik Krallık'ın volkanoloji üzerine nadir kitaplardan oluşan en kapsamlı koleksiyonuna ev sahipliği yapmaktadır. Koleksiyonun en eski eserleri arasında Censorinus'un De die natali (1503), Beroaldus'un Opusculum de terremotu et pestilentia (1505) ve Elisius'un De balneis (c.1510) adlı eserleri yer alıyor. Koleksiyondaki 44 ciltlik Vezüv Yanardağı'nın MS 79'dan bu yana en önemli patlamasını temsil eden 1631 patlamasını belgelemesi dikkat çekicidir.
Küresel Volkanizma Programı
- Küresel Volkanizma Programı
- GNS Science (eski adıyla Jeolojik ve Nükleer Bilimler Enstitüsü) (Yeni Zelanda'da)
- Mağmatik kaya
- Kiyoo Mogi, yanardağ deformasyonuna ilişkin Mogi modelinin geliştiricisi
- Tefrokronoloji
- Volkan
- Volkan Numarası
- Volkanizma
Referanslar
Avrupa Volkanoloji Derneği
- Avrupa Volkanoloji Derneği
- Amerika Birleşik Devletleri Jeolojik Araştırmalar - Volkanik Tehlikeler Programı
- Volkanolog nedir?
- Vulkanoloji, BBC'de Bizim Zamanımızda'da
- Dünya Volkan Gözlemevleri Örgütü
- Strother, Fransızca (Nisan 1915). "Frank A. Perret, Volkanolog." Dünyanın İşi: Zamanımızın Tarihi. XXIX: 688–706. .Strother, Fransızca (Mayıs 1915). "Frank A. Perret, Volkanolog (Sonuç)." Dünyanın Çalışması: Zamanımızın Tarihi. XXX: 85–98. .Kaynak: TORİma Akademi Arşivi