Laavavirrat - tuhon tuojia ja maankamaran rakentajia
Matti J. Rossi
Laavavirrat rakentavat korkeita vuoria, laajoja tasankoja ja uutta merenpohjaa. Ne tuottavat uutta maaperää, mutta ihmisen toiminnan kannalta ne ovat usein haitallisia. Eurooppalaiset laavavirrat ovat aiheuttaneet viimeisen parinkymmenen vuoden aikana satojen miljoonien markkojen vahingot, puhumattakaan laavapurkausten pitkäaikaisista yhteiskunnallisista vaikutuksista. Laavavirtojen tuhovaikutuksia voidaan kuitenkin ennalta arvioida. Samalla opitaan, kuinka laavavirrat ovat vuosimiljardien aikana muokanneet maapalloamme ja muita planeettoja.
Galápagos-saarten tuntumassa Tyynellä valtamerellä eräänä tammikuun päivänä vuonna 1995 purjehtivat kalastajat ja rannikkovartijat näkivät punaista hehkua saarten aktiivisimpiin kuuluvan tulivuoren, Fernandinan, rinteillä. Ryhmä Galápagoksella työskenteleviä tutkijoita kokosi kiireesti retkikunnan selvittääkseen purkauksen laadun ja laajuuden. Se havaitsi tulivuoren rinteellä pitkän maankuoren raon, josta pulppusi satakunta metriä korkea laavasuihku. Sitäkin korkeammalle, lähes neljän kilometrin korkeuteen, lensi ajoittain tuhkaa ja höyryä. Laavavirta, jonka pituus oli viisi kilometriä, oli juuri saavuttanut meren ja aiheutti rannassa sankan höyrypilven joutuessaan kosketuksiin veden kanssa.
Tällaiset purkaukset ovat valtamerialueilla arkipäivää, ovathan lähes kaikki valtamerisaaret muodostuneet vulkaanisen toiminnan tuloksena. Fernandina on näistä tyypillinen esimerkki. Se on kilpitulivuori, joka koostuu lukemattomista päällekkäin kasautuneista laavavirroista. Fernandina kohoaa noin 1500 metrin korkeuteen merenpinnan yläpuolelle. Paljon on laavaa tulivuoren uumenista pursunnut, ennen kuin vuori on tähän mittaan yltänyt, sillä saari on sentään kohonnut valtameren pohjasta, liki kolmen kilometrin syvyydeltä. Fernandina purkautui 1980-luvulla noin kolmen vuoden välein.
Viimeisen 200 vuoden aikana Galápagos-saarilla on tapahtunut yli 60 purkausta. Saaret tulivat tunnetuksi Charles Darwinin lintu- ja muihin eläinlajeihin kohdistuvasta tutkimustyöstä 1830-luvulla, ja tämän työn tuloksena Darwin esitti ajatuksensa eläinlajien evoluutiosta. Myös saarten maisema on jatkuvan muutoksen alaisena, joten Galápagos-saaret ovat kiinnostavat myös geologisen evoluution kannalta. Uutta maaperää syntyy toistuvissa laavapurkauksissa. Tuore laava rapautuu vähitellen ja virtaava vesi kuluttaa saaren rinteille syviä uomia. Valtameren tyrskyt syövät rantoja, mutta laavapurkaukset pitävät huolen siitä, etteivät saaret vielä pitkään aikaan katoa maailmankartalta.
Vastaavanlaiset laavapurkaukset ovat arkipäivää muuallakin valtamerialueilla. Valtamerten saarilla ja valtamerien pohjia halkovilla keskiselänteillä, joissa litosfäärilaatat erkanevat toisistaan muutaman sentin vuosivauhtia, tapahtuu suurin osa maapallomme tulivuortenpurkauksista. Havaijin saarella Kilauea-tulivuoren rinteellä laavaa on purkautunut lähes yhtäjaksoisesti jo 13 vuoden ajan. Tuona aikana runsaasti maatalousmaata on menetetty laavavirtojen alle; toisaalta laavavirrat ovat synnyttäneet uutta maaperää, joka muutaman sadan vuoden kuluttua kukoistaa ja on jälleen tuottoisaa. Kilauean kolmitoistavuotisessa purkauksessa runsaasti laavaa on valunut myös mereen, ja näin vulkaaninen toiminta vahvistaa rantoja ja torjuu aaltojen ja tyrskyjen aiheuttamaa kulumista.
Myös monilla manneralueilla on tapahtunut viime vuosituhansina suuria laavapurkauksia. Esimerkkinä voin mainita Yhdysvaltain luoteisosan, Kalifornian, Meksikon, Itä-Afrikan, Sisilian sekä Australian itäosan. Pisin tunnettu laavavirta purkautui noin 12 miljoonaa vuotta sitten Columbiajoen alueella Yhdysvalloissa. Laavavirta, joka on saanut nimekseen Pomona-laavavirta, on noin 600 kilometriä pitkä. Laava purkautui maanpinnalle nykyisen Idahon alueella, josta laava valui Snake-joen ja Columbia-joen laaksoja pitkin Tyynelle valtamerelle.
Suomenkin kallioperän syntyyn laavapurkaukset liittyvät keskeisesti. Arkeeisella maailmankaudella yli 2,5 miljardia vuotta sitten suuria määriä laavaa purkautui Suomen alueella. Näitä muinaisia purkauksia voidaan parhaiten tulkita tutkimalla nykyisiä laavavirtoja tai sellaisia laavavirtoja, jotka ovat hyvin säilyneet geologisissa kerrostumissa. Vaikka olosuhteet maapallolla saattoivat arkeeisella kaudella olla hyvinkin erilaisia kuin nykyään, olivat laavavirtojen virtausmekanismit varsin samankaltaisia.
Laavavirrat vulkanologian keskeisenä tutkimuskohteena
Nykypäivinä tulivuorenpurkaukset ovat tuttuja ilmiöitä myös meitä lähellä sijaitsevassa Islannissa. Siellä purkauksia sattuu keskimäärin viiden vuoden välein. Joskus Islannin tulivuorilla tapahtuu räjähdyspurkauksia, jotka levittävät tuhkaa koko pohjoisen pallonpuoliskon alueelle. Tyypillisin purkaus Islannissa on kuitenkin melko rauhallinen laavapurkaus. Maankamaraan aukeaa rakoja, kun kaksi litosfäärilaattaa, Euroopan ja Pohjois-Amerikan laatta, erkanevat toisistaan ja usein näistä raoista pursuaa maanpinnalle laavaa. Suurimmat purkauksissa syntyvät laavavirrat, kuten Laki-tulivuoren syöttämä laavavirta vuonna 1783, voivat peittää alleen esimerkiksi Turun kaupungin kokoisen maa-alueen muutamassa kuukaudessa.
Laajan potentiaalisen vaaran vuoksi laavavirrat ovat suuren mielenkiinnon kohteena: ne ovatkin yksi keskeinen tutkimusaihe vulkanologisessa eli tulivuoriin kohdistuvassa tutkimuksessa. Laavavirtojen virtausmekanismeja selvitellään monilla maapallon eri alueilla. Purkausmekanismit ovat samankaltaisia, tapahtuipa purkaus Galápagos-saarilla, Havaijilla taikka Islannissa. Laavan virtaukseen vaikuttavat lähinnä laavan fysikaaliset ominaisuudet, kuten lämpötila ja viskositeetti eli laavan sisäinen virtauksen vastustus, mutta myös monet ympäristötekijät kuten maaston kaltevuus ja maan pinnanmuodot. Kuinka laaja ja pitkä laavavirta kussakin purkauksessa syntyy ja kuinka nopeasti se etenee, on lukuisten tekijöiden yhteistulos.
Katsotaanpa ensin mitä laavavirralle tapahtuu, kun se pulppuaa ulos purkausaukosta eli kraatterista. Yleisin maankamarasta purkautuva laavatyyppi, basalttinen laava, on purkausaukossa lämpötilaltaan noin 1200ƒC. Tässä lämpötilassa laava hehkuu punertavan keltaisena. Laavan jähmeys on tällöin alhaisimmillaan, eli laava on varsin juoksevaa. Vaikka monissa tulivuorenpurkauksissa otetuissa kuvissa laava näyttääkin virtaavan kuin vesi, ei laava koskaan ole läheskään niin juoksevaa. Purkautuvaa basalttista laavaa voisi lähinnä verrata paksuun kermaan.
Laavan kuoriosa jäähtyy hyvin nopeasti ja sen väri muuttuu syvän punaiseksi. Tässä vaiheessa laavan pintaosa muistuttaa jäykkää siirappia ja kuori hidastaa jo tehokkaasti virtausnopeutta. Jos laavavirta kohtaa esteitä, kuten taloja tai puita, se tavallisesti kiertyy niiden ympärille, mutta ei riko niitä. Palavat ainekset, kuten puunrungot ja talojen puurakenteet syttyvät toki hyvin nopeasti tuleen.
Kun kuoren jäähtyminen jatkuu, alkaa laavan pintaan vähitellen ilmestyä mustia laikkuja. Nämä laikut ovat jo pitkälle jäähtyneitä kuoren osia, lämpötilaltaan noin 800ƒC. Laavan pinnalla kelluvat tummat kuoren osat törmäilevät toisiinsa, yhtyvät ja muodostavat vähitellen yhtenäisen tumman laavakuoren, joka liikkuu alla virtaavan laavan mukana. Välillä laavakuori repeilee, ja kuoren raoista voi nähdä, että sula, kuoren alla oleva laava on vaihtanut väriä tumman punaiseksi, ja laavavirta on kokonaan muuttunut siirappimaiseksi. Laavavirran etumaastossa kiinteäksi jähmettyneet laavankappaleet kasaantuvat kiviröykkiöiksi, joita hitaasti virtaava laava työntää edellään kuin telaketjutraktori. Jos tässä vaiheessa joutuu esteitä, kuten puunrunkoja, laavavirran reitille, ne kaatuvat rymisten. Vähitellen laavavirta pysähtyy, kun laavavirran sisäosat jäähtyvät muovimaiseksi massaksi. Laavavirran sisäosien lämpötila voi kuitenkin vielä tuossa vaiheessa olla lähes 1000ƒC.
Kivisulan jäähtyminen alkaa jo siinä vaiheessa, kun se kohoaa maankuoressa purkauskanavaa pitkin kohti purkausaukkoa. Sula laava on polymeroitunut aine, ts. sulan kiviaineksen muodostavat molekyylit ovat ketjuuntuneina toisiinsa, eivätkä pääse liukumaan toistensa ohi yhtä helposti kuin vesimolekyylit vedessä. Osa nousevasta kivisulasta kiteytyy laavan jäähtyessä, joten maan pinnalle purkautuva laava on lähes aina kiinteän ja nestemäisen aineen seos. Lisäksi laava alunperin sisältää kaasuuntuvia aineksia, kuten vettä ja hiilidioksidia. Maankuoren sisällä kovassa paineessa kaasut ovat liuenneena kivisulaan. Maan pinnalla, alhaisessa paineessa, nämä kaasut vapautuvat, osa suoraan ilmakehään ja osa jää kaasukuplina laavavirran sisälle. Kiinteässä tilassa olevat kiteet ja kaasukuplat lisäävät laavan jähmeyttä.
Laavapurkaukset yleensä rauhallisia
Pohjois-Islannissa Kraflan alueella tapahtui 1970- ja 1980-luvun taitteessa lähes kymmenen vuoden mittainen purkaussarja, joka liittyi maankuoren pidempiaikaiseen liikahtamissarjaan. Laatat erkanivat toisistaan kymmenen vuoden aikana poikkeuksellisen nopeasti, yhteensä liki kuusi metriä. Liike ei ollut tasaista vaan tuona ajanjaksona tapahtui nelisenkymmentä erillistä liikahdusta. Yhdeksään näistä liikahduksista liittyi laavapurkaus. Laavan virtausnopeus oli suurimmillaan kunkin purkauksen alussa. Purkausraoista levisi ympäristöön laavavirtoja, jotka etenivät lähes 10 metrin sekuntivauhdilla, eli samalla nopeudella kuin parhaat 100 metrin pikajuoksijat. Tällä nopeudella laavavirta eteni muutaman sadan metrin päähän purkauspaikasta. Kun tunti purkauksen alusta oli kulunut, laavavirran etenemisnopeus oli pudonnut muutamaan metriin minuutissa. Vuonna 1984 kaksiviikkoisessa purkauksessa syntynyt laavavirta eteni keskimäärin 36 metriä tunnissa. Laavavirrat ovat siis yleisesti ottaen hitaita lukuunottamatta purkausaukon tuntumassa tulivuorenpurkauksen ensiminuutteina virtaavaa laavaa.
Laavan virtausnopeuteen vaikuttaa suuresti se, kuinka paljon laavaa purkautuu kraatterista tietyssä aikayksikössä. Kysymys on siis laavan virtaamasta, jota mitataan tavallisesti yksiköllä kuutiometrejä sekunnissa. Suurissa laavapurkauksissa virtaama on muutamasta sadasta pariin tuhanteen m3/s, mikä ylittää maamme suurten jokien, kuten Kymijoen ja Vuoksen, keskimääräisen virtaaman. Pienissä purkauksissa vapautuu laavaa vain alle 10 m3/s. Tällainen purkautuvan laavan määrä vastaa suurin piirtein Aurajoen virtaamaa. Virtausnopeus ei kuitenkaan vaikuta siihen, kuinka pitkälle laavavirta etenee.
Kahta eri nopeudella etenevää laavavirtaa voisi verrata kilpikonnan ja jäniksen väliseen kilpajuoksuun. Pienissä purkauksissa, hitaalla purkausnopeudella laavakuori jäähtyy, muttei rikkoudu ja sula laava alkaa virrata jäähtyneen laavakuoren alla. Laavakuori kestää heikon virtauksen rikkoutumatta ja muodostaa eristävän kerroksen sulan laavan ja ilmakehän väliin. Toisin käy kun virtaama on suuri. Laavakuori rikkoutuu jatkuvasti, kun jäähtyneen kuoren alla suurella nopeudella virtaava sula laava repii laavakuorta rikki. Kuoren rikkoutuessa sulaa laavaa pursuaa jäähtyneen kuoren pinnalle ja laavan hehkuvan kuumat sisäosat paljastuvat ja luovuttavat lämpöä ilmakehään. Hidas laavavirta tavallisesti etenee pidemmälle kuin laavavirta, joka purkautuu suurella purkausnopeudella. Yleistäen voikin sanoa, että pienissä purkauksissa syntyy pidempiä laavavirtoja kuin suuremmissa, varsinkin jos purkauksen kokoa mitataan laavan virtaamalla. Tässäkin tapauksessa kilpikonna jaksaa pidemmälle kuin jänis.
Laavapurkaukset tapahtuvat yleensä varsin rauhallisesti ilman suuria räjähdyksiä. Basalttisissa purkauksissa, joissa purkautuu hyvin juoksevaa kivisulaa, laavaroiskeita sinkoaa ilmaan tavallisesti vain muutaman sadan metrin korkeuteen. Ilmaan lentävä kiviaines aiheuttaa suuren vaaran korkeintaan muutaman kilometrin säteellä purkauskraatterin lähialueilla. Nopeat laavavirrat pysähtyvät varsin lyhyen matkan sisällä, melko lähelle purkausaukkoja, joten niistäkään ei tavallisesti aiheudu suurta varaa. Tyypillinen laavavirta etenee niin hitaasti, että ihmishenkiä menetetään harvoin.
Eräs vaarallinen piirre kuitenkin liittyy suuriin laavapurkauksiin. Kuten edellä mainitsin, kivisulaan on liuennut runsaasti kaasuja, jotka vapautuvat purkauksissa. Palataan jälleen Islantiin Laki-tulivuoren purkaukseen vuonna 1783. Tuossa purkauksessa pulppusi maan pinnalle 15 km3. Sula kiviaines sisälsi runsaasti kaasuja, jotka vapautuivat kraattereista sekä laavasta itsestään sen virratessa. Purkauksessa vapautunut kaasupilvi levisi Islannin alueelle ja siitä edelleen koko pohjoiselle pallonpuoliskolle. 50 päivän päästä purkauksen alkamisen jälkeen kaasupilvi havaittiin Kiinassa. Seuraava talvi oli Euroopassa poikkeuksellisen kylmä ja monesti otaksutaan, että tämä olisi kaasupilven vaikutusta. Auringon säteet eivät päässeet lämmittämään maan pintaa normaalilla teholla tiheän kaasu- ja sumuverhon vuoksi. Islannissa kaasupilven vaikutukset olivat tuhoisat. Rikki-, fluori- ja klooripitoiset kaasut tuhosivat kasvillisuutta ja ruohikoita, ja kaksi kolmasosaa saaren karjasta menehtyi. Tämä johti nälänhätään ja Islannin tuolloisesta väestöstä menehtyi nälkään lähes neljännes.
Huomattavasti suurempia laavapurkauksia tapahtui maapallolla tertiäärikaudella eli geologisena ajanjaksona, joka alkoi n. 65 miljoonaa vuotta sitten. Purkaukset ajoittuvat samaan ajankohtaan kuin suuret eläinlajien sukupuutot. Näissä ns. tulvalaavapurkauksissa vapautui valtavat määrät rikki-, kloori- ja fluorikaasuja ilmakehään. Esimerkkinä purkautuvien kaasujen määrästä mainittakoon yksi tiettävästi suurimmista tunnetuista laavapurkauksista maailmanhistorian aikana. Se tapahtui noin 15 miljoonaa vuotta sitten Columbia-joen alueella Pohjois-Amerikassa. On laskettu, että tässä purkauksessa vapautui 1300 kuutiokilometriä laavaa. Tämä laavan määrä on lähes satakertainen suurimpiin Islannissa tapahtuneisiin laavapurkauksiin verrattuna. Havaijin yliopiston tutkijat selvittivät kaasuainesten määrää mikroskooppisen pienissä nestesulkeumissa, joita on laavakivissä hajarakeita muodostavien kiteiden sisällä. Näiden analyysien perusteella he arvioivat, että purkauksessa vapautui noin 10 000 megatonnia rikkidioksidia ilmakehään. Määrä on noin 30 000 kertaa suurempi kuin Suomen vuotuiset rikkipäästöt. Rikkidioksidi muuttuu ilmakehässä sulfaattiaerosoleiksi ja näiden korkea pitoisuus ilmakehässä aiheuttaa happamia sateita ja mahdollisesti ilmaston viilenemistä ja siten suuria muutoksia ympäristössä. Tämä purkaus oli vain pieni osa laajojen purkausten sarjaa. On laskettu, että samalla alueella tapahtui kaikkiaan 120 vähintään yhtä suurta tai jopa suurempaa purkausta kuin edellä kuvattu. Mitä ilmeisimmin näillä purkauksilla on ollut suuri osuus tuona aikana havaituissa ympäristönmuutoksissa, jotka johtivat laajoihin lajien sukupuuttoihin.
Tuhovaikutuksia pyritään ennakoimaan
Myös meidän päivinämme laavavirrat aiheuttavat vahinkoa peittämällä monilla maapallon alueilla hyvää maatalousmaata sekä tuhoamalla teitä ja rakennuksia. Laavavirta tuhoaa käytännössä kaiken, mitä sen alta ei ehditä poistaa. Laavavirtojen aiheuttama riski on tuttu aihe Euroopassakin; uutisia laavavirtojen tuhoista tulee mm. Etnan tulivuorelta Sisiliassa. Myös Vesuviuksen ja Napolinlahden alue on erittäin altista laavavirtojen tuhovaikutuksille. Islannissa puolestaan voi koska tahansa tapahtua laavapurkauksia, jotka uhkaavat maan pääkaupungin Reykjavikin lähialueita. Lisäksi Islannin monet geotermisellä energialla toimivat voimalat sekä kuuman veden talteenottopisteet ovat alttiita laavavirtojen tuhoille.
Laavavirtojen tuhovaikutuksia pyritäänkin ennakoimaan. Mm. Euroopan Komission ympäristötutkimusohjelmasta rahoitetaan tutkimuksia, joiden avulla arvioidaan laavavirtojen aiheuttamaa vaaraa sekä pyritään vähentämään tuhovaikutuksia etukäteen. Tärkeitä tutkimusalueita Euroopassa ovat tällä hetkellä Etnan tulivuori Sisiliassa ja muut Italian vulkaanisesti aktiiviset alueet sekä Islanti ja Kanarian saaret.
Kuinka laavavirtojen mahdollisia tuhoja voidaan sitten ennakoida? Ensinnäkin aiemmin purkautuneiden laavavirtojen kokoa voidaan mitata. Mittausaineistoa kerätään tietyltä alueelta laavavirtojen pituudesta, leveydestä ja paksuudesta. Tätä aineistoa käsitellään tilastollisesti, ja todennäköisyyksien valossa voidaan tehdä arvioita kuinka suuria laavavirtoja alueella tulee tulevaisuudessa purkautumaan ja miten usein. Toiseksi laavavirtojen fysikaalisia ominaisuuksia voidaan tutkia tekemällä mittauksia aktiivisilla laavavirroilla sekä tutkimalla jo aiemmin purkautuneiden laavavirtojen rakenteita. Nykyään purkausten yhteydessä laavavirtoja voidaan tutkia satelliittien avulla kerätyn kaukokartoitusaineiston avulla. Tällaisesta aineistosta saadaan tietoa laavan lämpötilasta sekä lämpötilan muutoksista virtauksen aikana.
Laavavirtojen virtausominaisuuksia tutkitaan myös laboratorioissa. Virtauskokeita tehdään aineksilla, jotka muistuttavat ominaisuuksiltaan laavavirtoja, kuten erilaisilla vahoilla. Merkittäviä laavavirtalaboratorioita on mm. Englannissa ja Saksassa. Fysikaalisen mallinnuksen tärkeimpiä haasteita on arvioida, kuinka pitkälle laavavirta tietyissä olosuhteissa voi virrata. Fysikaalisen mallinnuksen ongelmana on kuitenkin se, että laavan virtaukseen liittyy paljon stokastisia, eli arvaamattomia ja satunnaisia tekijöitä. Laavavirrat voivat yllättäen esimerkiksi haaroittua siten, että yhden pitkän laavavirran sijasta muodostuukin useita lyhyitä. Haaroittumisen voi saada aikaan jokin hyvin pieni tekijä, jota ei voida ottaa huomioon todellista tilannetta vain karkeasti jäljittelevissä yksinkertaistetuissa fysikaalisissa malleissa.
Kolmas ja hyvin tärkeä keino arvioida laavavirtojen tuhovaikutuksia on kartoittaa maasto etukäteen. Purkauspaikan sijainnin ennakoiminen on usein liki mahdotonta, mutta laavavirrat seuraavat melko tarkasti maaston painanteita kuten jokilaaksoja. Nykyisen tietokonetekniikan avulla maastosta voidaan laatia kolmiulotteisia korkeusmalleja, ja niiden avulla voidaan laavavirran todennäköisimmät kulkureitit jo ennalta arvioida. Nämä mallit ovat jo käytössä useilla tulivuorialueilla Euroopassa. Ongelmia syntyy tasaisella ja laakealla maaperällä, jolloin laavan valitsemia kulkureittejä on hyvin vaikea ennakoida. Tällaista maastoa on runsaasti mm. Islannissa.
Tulivuorenpurkaus ja kuinka siitä selvitään
Tulivuorten tutkijoihin vulkanologeihin, kohdistuu purkauksen sattuessa kovia paineita. Ihmiset vaativat toimenpiteitä, kun laavavirta uhkaa omaa taloa tai maatilaa. Silloin tällöin voimme lehdistä lukea uutisia, kuinka laavavirtoja on yritetty pysäyttää ennen kuin ne aiheuttavat vahinkoa. Historiasta löytyy useita esimerkkejä yrityksistä puuttua laavan virtaukseen. Näiden tulokset ovat vaihdelleet suuresti. Yksi ongelmista liittyy juuri laavavirtojen arvaamattomaan käyttäytymiseen, etenkin niiden haaroittumiseen. Kun virtaukseen puututaan, saattaa uhkaava laavavirta kääntyä arvaamattomasti ja hallitsemattomasti toiseen suuntaan, jossa se voi aiheuttaa vielä suurempaa tuhoa.
Etnan tulivuorella Sisiliassa toteutettiin vuonna 1992 onnistunut laavavirran pysäytysoperaatio. Joulukuussa 1991 alkanut purkaus synnytti laavavirran, joka pulppusi liki 2,5 kilometrin korkeudella sijaitsevasta kraatterista. Nopeasti tehdyt tietokonesimulaatiot sekä päätelmät purkautuvan laavan määrästä, eli virtaamasta, osoittivat, että laavavirta uhkasi Zafferanan kylää tulivuoren itärinteellä. Viisi kuukautta purkauksen alkamisen jälkeen yksi laavavirroista oli ennättänyt kahdeksan ja puolen kilometrin etäisyydelle purkausaukosta ja oli enää vain 700 metrin päässä Zafferanan kylästä.
Jo muutamaa kuukautta aiemmin oli tähän kohtaan rakennettu 20 metriä korkea maavalli virtausta hidastamaan. Kuukauden ajan maavalli pidätteli laavavirtaa, kunnes laava viimein alkoi virrata vallin yli. Kolme uutta maavallia rakennettiin pikavauhtia. Ne kuitenkin hidastivat laavan kulkua hyvin vähän. Noin kuusi kuukautta purkauksen alkamisen jälkeen toteutettiin varsinainen pysäytysoperaatio. Se oli taitavasti suunniteltu; tällä kerralla puututtiin virtaukseen laavavirran yläjuoksulla lähellä purkausaukkoa. Laavavirran keskelle oli syntynyt kanava, jota pitkin sula laava virtasi kohti laavavirran kärkiosaa. Tarkoitus oli saada tämä sulaa laavaa kuljettava kanava katkaistuksi. Jos kanava saataisiin katkaistua, pysähtyisi laavavirran kärkiosan eteneminen.
Toimenpidettä voisi verrata verisuonen katkaisuun. Valmisteluihin kuului, että laavakanavaa tukittiin ja täytettiin helikoptereiden avulla kuljetetuilla betoni- ja kivilohkareilla. Laavakanavan reunus oli sitten tarkoitus räjäyttää rikki ja ohjata laavavirta uuteen, räjäytyspaikan viereen kaivettuun keinotekoiseen uomaan. Tämä uoma rakennettiin juuri sen vuoksi, ettei laava lähtisi hallitsemattomasti virtaamaan räjäytyksen jälkeen. Useita yrityksiä tehtiin mutta niiden avulla saatiin laavan virtaus luonnollisessa uomassaan vain hetkeksi katkaistuksi. Viidennellä kerralla onnistuttiin; laavakanavan kylkeen tehty murtuma ohjasi pääosan laavasta pois kanavasta ja syntyi uusi laavavirta, joka levisi laajalle asumattomalle alueelle. Laavavirran kärkiosa, joka uhkasi Zafferanan kylää pysähtyi, sillä sinne ei enää tullut riittävästi sulaa laavaa ylläpitämään virtausta.
Laavavirrat: maankamaran ahkerat rakentajat
Tässä laavavirran pysäytyksessä opittiin paljon ja päästiin käytännössä harjoittelemaan uusia tekniikoita. Tulevaisuudessa ei kuitenkaan voida olla varmoja, että virtausta voitaisiin kontrolloida samalla tavalla kuin edellä kerrotussa esimerkissä. Virtauksen kontrollointimahdollisuudet riippuvat siitä, millaisella alueella ja millaisessa maastossa purkaus tapahtuu ja millaiset taloudelliset edellytykset on toteuttaa näitä kalliita toimenpiteitä.
Mikäli tulevissa pysäytysyrityksissä halutaan menestystä, operaatioissa vaaditaan mm. korkeatasoista vulkanologista osaamista, huippuluokan tietokonetekniikkaa sekä raskasta kalustoa. Tietokoneiden avulla voidaan ennakoida mm. käännettävän laavavirran uusia kulkureittejä. Lisäksi tarvitaan runsaasti varoja paitsi toteuttamaan nämä operaatiot, myös ylläpitämään jatkuvaa tutkimustyötä toimenpiteiden suunnittelun pohjaksi. Tässä suhteessa köyhät maat ovat jälleen huonommassa asemassa kuin rikkaat. Vähävaraiset maat esimerkiksi Afrikassa ja Keski-Amerikassa eivät pysty ilman ulkopuolista apua ylläpitämään riittävää tutkimuksen tasoa. Tilanne on toinen vaikkapa Japanissa, jossa on käytössä huippuluokan maastomallit ja tietokonesimulaatiot tulevien purkausten varalle.
Laavavirrat rakentavat tulivuoria ja tuottavat uutta maaperää. Maaperä muuttuu vähitellen viljavaksi maatalousmaaksi, mutta ihmisen kannalta uudet laavavirrat muodostuvat uhkatekijöiksi. Parin viime vuosikymmenen aikana tehty tutkimustyö on lisännyt ymmärtämystämme laavavirtojen purkaus- ja virtausmekanismeista ja voimmekin entistä paremmin arvioida, kuinka ne tulevissa purkauksissa käyttäytyvät ja millaisia vaikutuksia suurilla purkauksilla on esimerkiksi ilmastoon.
Laavatutkijoiden työkenttää ei ole ainoastaan laavavirtojen tuhojen arvioiminen. Entistä paremmin voimme päätellä muinaisten laavavirtojen avulla, kuinka maapallomme tulivuoritoiminta on vuosimiljardien mittaisen geologisen historian aikana kehittynyt. Nykyisten toimivien tulivuorten tutkimus auttaa ymmärtämään myös Suomen kallioperän kehitystä ja vulkaanisten prosessien osuutta siinä. Jo nyt laavatutkijoita työllistävät Maapallon lisäksi myös muut aurinkokuntamme planeetat ja kuut. Näistä kerätyn kaukokartoitusaineiston perusteella voidaan tutkia planeettojen kehitystä ja tulivuoritoiminnan osuutta tässä kehityksessä.
On tärkeätä ymmärtää, että laavavirrat eivät ole pelkästään tuholaisia vaan myös maankamaran ahkeria rakentajia.
Fil. tri Matti J. Rossi työskentelee assistenttina Turun yliopiston maantieteen laitoksella. Hänen kesäkuussa 1997 tarkastettu väitöskirjansa käsitteli Islannin laavavirtojen rakenteita ja purkausmekanismeja.
