Shake and Bake: Structural or Subduction Control on Sumatran Volcanism? A Statistical Approach
आकारिकीय (morphometric) और संरचनात्मक मापदंडों के भू-रासायनिक बाधाओं के साथ सांख्यिकीय विश्लेषण को एकीकृत करके, यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि सुमात्रा में कई ज्वालामुखियों के स्थान और आकारिकी पर केवल सबडक्शन प्रक्रियाओं के बजाय, सुमात्रा भ्रंश (Sumatran Fault) प्राथमिक नियंत्रण रखता है।
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ज्वालामुखीों को अक्सर पृथ्वी की आंतरिक मशीनरी के नाटकीय, उग्र अंत के रूप में देखा जाता है, लेकिन उनका स्थान शायद ही कभी यादृच्छिक होता है। दुनिया के अधिकांश सक्रिय ज्वालामुखी उन किनारों पर स्थित हैं जहाँ टेक्टोनिक प्लेटें आपस में टकराती हैं, जिसे सबडक्शन (subduction) के रूप में जाना जाता है। जैसे ही एक प्लेट दूसरी के नीचे फिसलती है, यह पानी और गर्मी छोड़ती है, जिससे ऊपर की चट्टान पिघल जाती है और मैग्मा को सतह तक पहुँचने का मार्ग मिलता है। हालाँकि, पृथ्वी की पपड़ी (crust) शायद ही कभी टकराव की कोई सरल, सीधी रेखा होती है। कई स्थानों पर, प्लेटें एक कोण पर एक-दूसरे के बगल से फिसलती हैं, जिससे विशाल दरारें और भ्रंश (faults) बनते हैं जो ज्वालामुखीय श्रृंखला के समानांतर चलते हैं। दशकों से, वैज्ञानिक सुमात्रा, इंडोनेशिया के ज्वालामुखियों के संबंध में एक विशिष्ट प्रश्न पर बहस कर रहे हैं: क्या ये पर्वत केवल गहरे, सबडक्शन-संचालित चट्टानों के पिघलने से बने हैं, या वे उस विशाल भ्रंश रेखा द्वारा भी आकार लेते हैं और शायद निर्देशित भी होते हैं जो द्वीप के आर-पार कटती है? इसका उत्तर महत्वपूर्ण है क्योंकि यदि किसी ज्वालामुखी की प्लंबिंग (plumbing) एक भ्रंश से जुड़ी है, तो वह भूकंप के प्रति अलग तरह से प्रतिक्रिया दे सकती है, जिससे संभावित रूप से विस्फोटों की भविष्यवाणी करने और खतरे का आकलन करने के हमारे तरीके बदल सकते हैं।
एक नए अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने इन पहाड़ों को डेटा पॉइंट (data points) के रूप में उपयोग करने वाली एक विधि का उपयोग करके सुमात्रा के ज्वालामुखियों के लिए इस बहस को सुलझाने का प्रयास किया। एक एकल माप पर निर्भर रहने के बजाय, उन्होंने उन्नीस सक्रिय या संभावित रूप से सक्रिय ज्वालामुखियों के बारे में विविध भौतिक विवरण एकत्र किए। उन्होंने ज्वालामुखीय शंकुओं की ऊँचाई और चौड़ाई मापी, उनके ढलानों पर वेंट (vents) की संख्या गिनी, उनकी चोटियों के ओरिएंटेशन (orientation) का मानचित्रण किया, और प्रत्येक ज्वालामुखी की निकटतम सुमात्रान फॉल्ट (Sumatran Fault) से दूरी की गणना की। उन्होंने सबडक्टिंग प्लेट की गहराई को भी मापा और क्रस्ट में तनाव को समझने के लिए स्थानीय भूकंप के पैटर्न का विश्लेषण किया। इन सभी विभिन्न मापों को एक सांख्यिकीय कंप्यूटर मॉडल में फीड करके, टीम ने प्रत्येक ज्वालामुखी के लिए एक अनूठा "फिंगरप्रिंट" बनाया। फिर उन्होंने अपने फिंगरप्रिंट की तुलना एक ज्ञात बेंचमार्क से की: ज्वालामुखियों के एक छोटे समूह से जिन्हें पिछले अध्ययनों ने पहले ही पहचान लिया था कि वे भ्रंश द्वारा दृढ़ता से नियंत्रित हैं।
परिणामों ने एक स्पष्ट विभाजन दिखाया। अध्ययन ने ज्वालामुखियों के एक विशिष्ट समूह की पहचान की जो भौतिक विशेषताओं का एक विशिष्ट सेट साझा करते हैं, जो यह सुझाव देता है कि वे वास्तव में भ्रंश द्वारा निर्देशित हैं। इस समूह में तालंग (Talang), लुबुकराया (Lubukraya) और सिबुआलबुली (Sibualbuali) जैसे प्रसिद्ध उम्मीदवार शामिल हैं, लेकिन विश्लेषण ने चार नए उम्मीदवारों की ओर भी संकेत किया जिन्हें पहले उजागर नहीं किया गया था: डेम्पो (Dempo), सोरिकमारापी (Sorikmarapi), सेउलावाह अगम (Seulawah Agam) और मलिंटंग (Malintang)। ये ज्वालामुखी आमतौर पर भ्रंश के करीब स्थित होते हैं, इनके वेंट विशिष्ट दिशाओं में संरेखित होते हैं, और इनमें एक खंडित क्रस्ट के संकेत मिलते हैं जो मैग्मा को आसानी से ऊपर उठने की अनुमति देता है। इसके विपरीत, इस क्षेत्र के अन्य ज्वालामुखियों, जैसे राजाबासा (Rajabasa) और तेलोंग बुर् नी (Telong Bur ni), ने पूरी तरह से अलग लक्षण प्रदर्शित किए। ये पर्वत भ्रंश से दूर स्थित हैं, इनकी आकृति खड़ी और पृथक है, और इनमें भ्रंश-नियंत्रित समूह के प्रति कोई सांख्यिकीय समानता नहीं है। शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि इन विशिष्ट ज्वालामुखियों के लिए, भ्रंश रेखा उनकी संरचना का प्राथमिक वास्तुकार नहीं है।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि ये अंतर केवल जमीन के नीचे मैग्मा के उत्पादन की मात्रा में भिन्नता के कारण नहीं थे, टीम ने पिघलने की प्रक्रिया के कंप्यूटर सिमुलेशन भी चलाए। उन्होंने पाया कि मेंटल में मैग्मा उत्पन्न होने की दर सुमात्रा के उत्तर से दक्षिण तक बहुत कम बदलती है। ज्वालामुखी के आकार और आकार में भिन्नता को पिघले हुए पदार्थ की मात्रा में साधारण अंतर से नहीं समझाया जा सकता था। यह निष्कर्ष इस विचार को पुख्ता करता है कि सतह पर देखे गए संरचनात्मक अंतर गहरे पृथ्वी के आउटपुट में बदलाव के बजाय स्थानीय भूविज्ञान और भ्रंश की उपस्थिति द्वारा संचालित हैं। अध्ययन बताता है कि जबकि सबडक्शन प्रक्रिया ईंधन प्रदान करती है, सुमात्रान फॉल्ट एक महत्वपूर्ण फिल्टर के रूप में कार्य करता है, जो यह निर्धारित करता है कि कौन से ज्वालामुखी बनेंगे और वे कैसे विकसित होंगे।
इस अंतर के व्यावहारिक निहितार्थ हैं। अनुसंधान इस बात पर प्रकाश डालता है कि भ्रंश के साथ मजबूत संरचनात्मक संबंध वाले ज्वालामुखी बड़े भूकंपों के कारण होने वाले कंपन के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकते हैं। यदि एक बड़ा भूकंप आता है, तो यह भ्रंश के साथ खिसकने (slip) को ट्रिगर कर सकता है, जो बदले में इन विशिष्ट ज्वालामुखियों के मैग्मा कक्षों को उन ज्वालामुखियों की तुलना में अधिक बाधित कर सकता है जो संरचनात्मक रूप से जुड़े नहीं हैं। यह पहचानकर कि कौन से ज्वालामुखी भ्रंश से प्रभावित होने की संभावना रखते हैं, अध्ययन ज्वालामुखीय अशांति की निगरानी के लिए एक स्पष्ट ढांचा प्रदान करता है। यह चर्चा को केवल "हाँ या ना" से आगे ले जाता है, जो भ्रंश-संचालित प्रणाली के प्रति एक ज्वालामुखी कितना समान है, इसे मापने का एक मात्रात्मक तरीका प्रदान करता है। यह दृष्टिकोण यह दावा नहीं करता है कि इसने सुमात्रा के हर ज्वालामुखी के रहस्य को सुलझा लिया है, बल्कि यह गहरे मैग्मैटिक बलों द्वारा आकार दिए गए और ऊपर की बदलती क्रस्ट द्वारा तराशे गए ज्वालामुखियों के बीच अंतर करने के लिए एक पुनरुत्पादक (reproducible) विधि प्रदान करता है।
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