1

PROGRAME DE MONITORIZARE REGIONAL I GLOBALA ACTIVITII VULCANICE I SEISMICE

Conf. univ. dr. Vasile Loghin

Introducere

Preocuprile oamenilor de tiin pentru supravegherea i investigareafenomenelor naturale de mare risc ntr-un mod coordonat, la scar regional imondial, sunt tot mai intense, iar rezultatele sunt adesea excepionale. Acesteeforturi au menirea de a pune la dispoziia instituiilor i autoritilor naionale,organismelor / instituiilor internaionale (regionale i mondiale) informaianecesar, veridic i complet, cu privire la anumite hazarde / riscuri, att cu istorialor recent, ct mai ales cu caracteristicile n timp real sau aproape real aleproducerii fenomenelor respective, n special a celor cu risc de a genera dezastresau catastrofe.

Programele mondiale i regionale de monitorizare i cercetare a geosferelor,a sistemului Pmnt, a tuturor elementelor i proceselor naturale, cu parametrii lorspecifici i relevani, dar ndeosebi a proceselor cu risc nalt pentru societateauman, sunt operaionale de mai muli ani, iar rezultatele sunt n multe privineextraordinare, date fiind precizia datelor i calitatea analizelor de sistem, adiagnozelor i prognozelor elaborate, a alertelor emise pentru protecia civil.

n acest articol avem n vedere numai vulcanismul i seismicitatea cahazarde, ca riscuri majore pentru vaste regiuni geografice ale lumii, unele din celemai populate. Sunt dou procese (hazarde) monitorizate instrumental, staionar iexpediionar, dar i satelitar, prin programe coordonate la scar larg regional iglobal: Global Volcanism Program (Smithsonians Institution, Cleveland,S.U.A.), Volcano Hazards Program (United States Geological Survey / U.S.G.S.),Earthquake Hazards Program (United States Geological Survey / U.S.G.S.).

1. Monitorizarea punctual, regional i global a vulcanilor activiMonitorizarea vulcanilor activi, a regiunilor cu vulcanism holocen n

ansamblul lor, reprezint una din cele mai solicitate i avansate direcii de cercetaregeologic contemporan. Vulcanologia dispune astzi de resurse tiinifice i

2

tehnice de investigare deosebite. Aceasta este i consecina orientrii prioritarectre studierea unora dintre fenomenele cu risc ridicat pentru colectivitile umane,pentru unele aglomeraii urbane aflate n proximitatea vulcanilor cu erupiifrecvente, adesea puternice (Ciudad de Mexico, situat la 73 km de vulcanulPopocatepetl; Catania, ora aflat la poalele Etnei etc.), sau vulcanilor lateni,diagnosticai cu posibile erupii n viitorul apropiat (Napoli, la 10 km vest devulcanul Vezuviu, cu ultima erupie n 1944).

Monitorizarea vulcanilor activi este permanent i are loc pe caleinstrumental (staionar, expediionar i satelitar), dar i prin observare direct dectre specialiti. Sunt monitorizate semnele precursoare ale unei erupii, erupiilepropriu-zise, procesele post-erupie i efectele generate asupra mediului, n specialasupra spaiului locuit i amenajat (aezri, infrastructur, culturi agricole etc.).Sunt supuse supravegherii: norul vulcanic (tephra), alctuit din cenu, zgur(lapilli), bombe, gaze i vapori de ap; curgerile de lav i piroclastite; laharele(curgerile de noroi vulcanic); alunecrile de teren. Sunt msurate gazele vulcanice:H2S, CO2, SO, SO2, CH4 etc.

Monitorizrile tehnice se efectueaz automat, n primul rnd prin staiivulcanologice i seismologice instalate pe mai toi vulcanii activi de pe Glob, daracestea sunt completate prin cercetri expediionare i prin observaii /msurtorisatelitare. Astfel se obin serii temporale de date asupra unor parametri geofizici,geodezici i geochimici privind edificiul vulcanic, fluidele din interiorul aparatuluivulcanic (magm, ape geotermale; componenta magmato-hidrotermal), emisiilevulcanice i efectele generate de erupii. Numai n acest fel pot fi constituitesisteme de vigilen vulcanic operative.

Msurtorile din staiile / observatoarele vulcanologice privesc o serie deparametri geofizici. De exemplu, microgravitaia, care indic schimbri generatede migrarea fluidelor profunde (magme, ape geotermale). Apoi anomaliilemagnetice, seismicitatea, deformarea edificiului vulcanic (deformarea orizontalprin observaii satelitare GPS, care poate s pun n relaie activitatea tectonicregional cu activitatea vulcanic), hidrogeologia vulcanului (apele geotermale,sistemul magmato-hidrotermal), analiza chimic a gazelor vulcanice.

De exemplu, n Insula Tenerife (Insulele Canare) exist un Sistem deVigilen i Alert Vulcanic servit de o reea geodezic (3 mareografe i 5 staiiGPS permanente), o reea seismic (9 staii) i o reea geomagnetic. Aparaturautilizat este compus din: seismografe, gravimetre, mareografe, staii GPS

3

permanente, camere termice (IR), camer de control vizual, dilatometre, tiltmetre(tiltmetria electronic pentru msurarea deformrii edificiului vulcanic),magnetometre, nclinometre, la care se adaug instrumentele pentru densificareareelei n caz de necesitate (reea de nivelment de nalt precizie, gravimetre demediere relativ, staii seismice digitale portabile, magnetometre portabile,spectrometre de cmp, sisteme de achiziionare digital i de transmisie GPRS).

Sistemul de Vigilen Vulcanic din Tenerife, integrat la Sistema deVigilencia Volcanica del IGN en tiempo real (Spania), cuprinde urmtoarelecomponente:

- Reeaua staiilor geofizice, geodezice i geochimice pentru achiziia datelorn timp real;

- Sistemul de comunicaii, de procesare i analiz a datelor care permiteurmrirea continu a schimbrilor parametrilor fizici i a celor asociai activitiivulcanice;

- Sistemul de generare a hrilor de periculozitate pe termen scurt i desimulare a scenariilor posibile;

- Sistemul de informare i gestiune (Grupo de volcanolgia del InstitutoGeogrfico Nacional, 2010).

Prin aceast suit de sisteme conexate se asigur transmiterea datelor n timpreal, procesarea i analiza datelor prin programe informatice (automatice) idisponibilitatea rezultatelor n timp aproape real pentru institutele specializate iautoritile decidente.

n aceeai insul este pus n funciune sistemul de msurare i analizchimic a gazelor vulcanice (fumarolice) emise de stratovulcanul activ El Teide(3.718 m) i temperatura acestora.

Sistemul magmatico-hidrotermal El Teide degaj urmtoarele gaze: vaporide ap (68-83%), CO2, N2, CH4, H2, He, O2, Ar, H2S, SO2, HCl. Cercetrile indicfaptul c n perioada 2004-2006, temperatura medie a fumarolelor a fost n jur de85oC. n aceeai perioad, coninutul n gaze a nregistrat o cretere semnificativ.n ansamblu, temperatura de echilibru a sistemului hidrotermal El Teide a variat nintervalul menionat ntre 200 i 350 oC (Melian Gladys, 2010).

Ali vulcani activi monitorizai cu mare atenie sunt Vezuviu, Etna,Popocatepetl etc., datorit riscului ce l prezint pentru ariile intens populate dinvecintate. De exemplu, pe vulcanul Popocatepetl (muntele care fumeaz) (5.452m), cu activitate intens din 1994, cu ultima erupie puternic pe 18 aprilie 2016,

4

situat la 73 km de Ciudad de Mexico (cca. 25 milioane locuitori), este instalat oreea de 15 staii seismologice i staii de analiz chimic a gazelor emise. n plus,patru camere de luat imagini supravegheaz craterul su de 900 m diametru i 150adncime (Don Goyo).

Observatoare/staii de monitorizare sunt amplasate pe foarte muli vulcaniactivi ai planetei, dar fr excepie pe cei care prezint un risc major pentru ariilepopulate din proximitate, pentru aglomeraiile urbane n special. De exemplu, nItalia, Osservatorio Vesuviano di Napoli, Osservatorio Etneo, OsservatorioVulcano; n Spania, Observatorio Volcanologico de Tenerife (El Teide); n Grecia,Observatorul din Santorini (Nea Kameni); observatoarele de pe vulcaniiindonezieni Rinjani (Insula Lombok) i Bromo (estul Insulei Jawa). n S.U.A. suntnumeroase observatoare vulcanologice: California Vulcano Observatory, CascadesVulcano Observatory, Yellowstone Vulcano Observatory, Alaska VulcanoObservatory, Hawaiian Vulcano Observatory.

Ca o necesitate, s-au dezvoltat i o serie de instituii regionale i naionale decercetri vulcanologice sau seciuni/departamente/centre specializate n cadrul unormari institute de cercetri. Aa sunt Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia(INGV) din Italia, Instituto Volcanologico de Canarias (INVOLCAN),Smithsonians Institution (Cleveland, S.U.A.), Centre de RecherchesVolcanologiques de Clermont-Ferrand, Indonesia Center for Volcanology onDisaster Hazard Mitigation etc. Dup cum sunt i seciunile/departamentelespecializate din cadrul United States Geological Survey (USGS) sau din cadrulunor institute spaniole: Instituto Geografico Nacional (IGN) i Instituto Espaol deOceanografia.

De asemenea, n cadrul unor universiti sau institute s-au constituitgrupuri/centre/divizii de cercetare n domeniul vulcanologiei. Aa este i Grupul deinvestigare vulcanologic GEOVOL din cadrul universitii Castilla - La Mancha(Ciudad Real), care are ca obiectiv studiul vulcanismului din Campo de Calatrava(Podiul Castilia Nou). De remarcat c Institutul Smithsonian din Cleveland(aferent Muzeului de Istorie Natural din S.U.A.) a recunoscut aria Campo deCalatrava ca arie vulcanic activ. Aici a fost amplasat n anul 2010 prima staieautomat de analiz a gazelor vulcanice (H2S, CO2) din Peninsula Iberic. Estepunctul La Sima, la SE de Ciudad Real.

Monitorizarea din spaiu a vulcanilor activi cu ajutorul sateliilor deobservare a Pmntului completeaz observaiile terestre. nregistrrile cu diferite

5

categorii de senzori (vizibil, IR termic, Radar, GPS, spectrometre) aduc informaiide calitate de ordin geodezic, geofizic i geochimic. De exemplu, prin tehnologiaInSAR (Interferometric Aperture Radar) pot fi urmrite i msurate deformriletopografice (morfologice) ale edificiilor vulcanice. ns rezultate superioare ndeterminarea deformrii n spaiu i timp a vulcanilor se obine prin combinareatehnologiilor, respectiv prin corelarea interferogramelor cu rezultatele obinute prinGPS, pri