Long-term seismic background level variations are consistent with volcanic activity at Kusatsu-Shirane volcano, Japan
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि कुसात्सु-शिराने ज्वालामुखी पर 20 वर्षों के दौरान दीर्घकालिक भूकंपीय पृष्ठभूमि स्तरों का विश्लेषण प्रभावी रूप से ज्वालामुखीय गतिविधि को प्रकट करता है, जिसमें तरल आपूर्ति और अशांति के प्रकरण शामिल हैं, तब भी जब पारंपरिक भूकंपीय या विरूपण संकेत कमजोर या अनुपस्थित होते हैं।
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ज्वालामुखी केवल फटने वाले पर्वत नहीं हैं; वे जटिल, सांस लेते हुए तंत्र हैं जहाँ सतह पर किसी भी तरह की समस्या के संकेत दिखने से बहुत पहले ही जमीन के नीचे गर्मी, गैस और पानी आपस में क्रिया करते हैं। उन वैज्ञानिकों के लिए जो यह अनुमान लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि ज्वालामुखी कब जाग सकता है, चुनौती अक्सर शोर के बीच से एक संकेत खोजने की होती है। जमीन कभी भी वास्तव में स्थिर नहीं होती; यह हवा, समुद्र की लहरों और मानवीय गतिविधियों के निरंतर, निम्न-स्तरीय कंपनों के साथ गूंजती रहती है। यह पृष्ठभूमि का शोर आमतौर पर उन सूक्ष्म, धीमे कंपनों को छिपा देता है जो यह संकेत दे सकते हैं कि एक ज्वालामुखी फटने की तैयारी कर रहा है। ज्वालामुखी के भविष्य को देखने के लिए, शोधकर्ताओं को पृथ्वी की गर्जना के भीतर छिपी इन शांत फुसफुसाहटों को सुनना सीखना होगा।
जापान के मध्य भाग में स्थित एक सक्रिय ज्वालामुखी, कुसात्सु-शिराने में, शोधकर्ताओं की एक टीम ने इन फुसफुसाहटों को सुनने में दो दशक बिताए हैं। यह ज्वालामुखी अचानक होने वाले भाप-जनित विस्फोटों के लिए जाना जाता है जिन्हें फ्रियाटिक विस्फोट (phreatic eruptions) कहा जाता है, जो तब होते हैं जब भूजल गर्म चट्टान के संपर्क में आने पर भाप में बदल जाता है। ये घटनाएँ बहुत कम चेतावनी के साथ हो सकती हैं, जिससे इसके शांत अवधियों का अध्ययन करना अत्यंत महत्वपूर्ण हो जाता है। शोधकर्ताओं ने एक विशिष्ट माप पर ध्यान केंद्रित किया जिसे 'सीस्मिक बैकग्राउंड लेवल' (भूकंपीय पृष्ठभूमि स्तर) कहा जाता है। इसे पृथ्वी की गूंज के आधारभूत आयतन के रूप में समझें। ज्वालामुखी के मुख्य क्रेटर के पास दबे सेंसरों से प्राप्त बीस वर्षों से अधिक की निरंतर रिकॉर्डिंग का सांख्यिकीय विश्लेषण करके, वे यादृच्छिक शोर को छानने और जमीन के स्वयं के स्थिर, अंतर्निहित कंपन को अलग करने में सक्षम हुए। उन्होंने पाया कि यह पृष्ठभूमि की गूंज स्थिर नहीं रहती है; यह उन तरीकों से ऊपर-नीचे होती है जो इस बारे में कहानी बताती है कि क्रेटर के नीचे गहराई में क्या हो रहा है।
अध्ययन से पता चला कि यह पृष्ठभूमि कंपन ज्वालामुखी गतिविधि के लिए एक संवेदनशील बैरोमीटर है। 2014 और 2018 के दौरान अशांति की दो प्रमुख अवधियों के दौरान, पृष्ठभूमि की गूंज काफी तेज हो गई थी। हालांकि, इस वृद्धि का समय एक आश्चर्यजनक मोड़ लेकर आया। 2014 में, गूंज केवल तभी बढ़ना शुरू हुई जब ज्वालामुखी पहले से ही अधिक बार भूकंपों के साथ हिलना शुरू कर चुका था। कंपन उस गतिविधि की प्रतिक्रिया प्रतीत हुआ जो पहले ही शुरू हो चुकी थी। इसके विपरीत, 2018 की अशांति के दौरान, भूकंप बार-बार होने से महीनों पहले ही पृष्ठभूमि की गूंज बढ़ना शुरू हो गई थी। यह प्रारंभिक चेतावनी बताती है कि ज्वालामुखी की आंतरिक प्रणाली इस तरह से बदल रही थी जिसे मानक भूकंपीय मॉनिटरों ने अभी तक नहीं पकड़ा था। शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि कंपन की "आवाज" बदल जाती थी, यह इस पर निर्भर करता था कि कौन से सेंसर सुन रहे हैं। 2014 में, कंपन एक स्थान से आता प्रतीत हुआ, जबकि 2018 में, स्रोत क्रेटर के करीब एक अलग स्थान पर स्थानांतरित होता दिखाई दिया। यह अंतर दर्शाता है कि ज्वालामुखी हर बार जागने पर एक जैसा व्यवहार नहीं करता है; गर्मी और गैस द्वारा सतह तक जाने का मार्ग भिन्न हो सकता है।
भले ही ज्वालामुखी उच्च अलर्ट की स्थिति में न हो, फिर भी पृष्ठभूमि की गूंज एक कहानी बता रही थी। शोधकर्ताओं ने पाया कि कंपन का स्तर सतह पर होने वाले छोटे, दृश्य परिवर्तनों के साथ तालमेल बिठाकर ऊपर-नीचे होता है, जैसे कि क्रेटर झील के पानी के रंग में बदलाव या नए भाप के वेंट का प्रकट होना। ये सूक्ष्म बदलाव, जिन्हें अन्य निगरानी विधियों द्वारा अनदेखा किया जा सकता है, सीस्मिक डेटा में स्पष्ट रूप से प्रतिबिंबित हुए। टीम ने निष्कर्ष निकाला कि ये कंपन संभवतः ज्वालामुखी तरल पदार्थों—गर्म पानी और गैस—के क्रेटर के नीचे की उथली भूजल प्रणाली के साथ परस्पर क्रिया करने के कारण होते हैं। जैसे-जैसे ये तरल पदार्थ चलते और बुलबुले बनाते हैं, वे एक निरंतर, निम्न-स्तरीय कंपन उत्पन्न करते हैं जिसे सेंसर पकड़ सकते हैं।
इस कार्य का महत्व अदृश्य को देखने की इसकी क्षमता में निहित है। पृष्ठभूमि की गूंज को ट्रैक करके, वैज्ञानिक ज्वालामुखी तरल पदार्थों की उपस्थिति का पता लगा सकते हैं, भले ही वहां कोई तीव्र भूकंप या भू-विरूपण (ground deformation) खतरे का संकेत न दे रहा हो। अध्ययन सुझाव देता है कि यह विधि लंबे समय तक ज्वालामुखी के स्वास्थ्य की निगरानी करने का एक नया, विश्वसनीय तरीका प्रदान करती है। यह दिखाता है कि पृथ्वी की शांत गूंज केवल एक शोर नहीं है जिसे अनदेखा किया जाना चाहिए, बल्कि एक महत्वपूर्ण संकेत है जो आपदा आने से बहुत पहले मैग्मा और गैस की छिपी हुई गतिविधियों को प्रकट कर सकता है। कुसात्सु-शिराने के पास रहने वाले लोगों के लिए, और दुनिया भर के ज्वालामुखि विज्ञानियों के लिए, जमीन की इस सूक्ष्म भाषा को पढ़ना एक अचानक विस्फोट और समय पर चेतावनी के बीच का अंतर तय कर सकता है।
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