Cách thoát khỏi núi lửa phun trào một cách sáng tạo

Hãy tưởng tượng bạn đang thăm thị trấn La Mã Pompeii vào sáng ngày 24 tháng 8 năm 79 sau Công Nguyên. Và giả sử bạn đến vào khoảng giữa 9 và 10 giờ sáng. Đó sẽ là thời gian đủ cho bạn để khám phá thị trấn cảng và thậm chí có thể mua một ổ bánh tại tiệm bánh địa phương (xem bản đồ dưới đây để biết hướng đi). Nhưng đó cũng là thời điểm bạn sẽ trải qua một trận động đất cường độ 5.9, đó là cơn động đất đầu tiên trong chuỗi các cơn động đất, và nhìn thấy đám mây đen nổi lên từ núi Vesuvius khi núi bắt đầu phun trào 1.5 triệu tấn đá nóng chảy mỗi giây và phát ra 100,000 lần năng lượng nhiệt độ cao hơn cả quả bom rơi vào Hiroshima. Tất cả khi bạn đang đứng cách núi chỉ 6 dặm.

Tình huống của bạn có vẻ khó khăn, nhưng ngạc nhiên, không hề tuyệt vọng! Khi tôi gửi email cho Pier Paolo Petrone, một nhà khảo cổ pháp tại Đại học Naples Federico II, hỏi xem có bất kỳ người Pompeii nào sống sót sau khi núi phun trào không, ông ấy đã trả lời rằng có rất nhiều người. “Nhưng có lẽ chỉ những người hành động ngay lập tức mới sống sót được,” ông ấy viết lại.

Thật không may, thay vì sơ tán ngay lập tức, một số người dân Pompeii đã tìm nơi trú ẩn trước tro bụi rơi. Điều này có vẻ là biện pháp an toàn, nhưng đó là một sai lầm. Mua bánh đó. Và mang theo nó khi đi.

Thay vào đó, nó là nham thạch dưới núi, và sự thành phần chính xác của nó, mà nên làm bạn lo lắng sâu sắc. Nham thạch càng nhớt, nó chứa càng nhiều khí và nó sẽ phun trào mạnh mẽ hơn. Thật không may cho bạn, nham thạch bên trong Vesuvius có độ nhớt bất thường cao, điều này một phần giải thích tại sao phun trào của nó được ghi nhận là một sự kiện đáng kể 5 trên 8 trên chỉ số phổ biến về độ mạnh của núi lửa.

Sức mạnh phun trào của một núi lửa phụ thuộc chủ yếu vào cách nham thạch của nó được tạo ra, ngược lại với điều mà mọi người có thể giả định, không phải từ lõi nóng chảy của trái đất. Thay vào đó, nó được tạo ra khi nhiệt độ hoặc hoàn cảnh bất thường làm tan chảy lớp vỏ hoặc lớp vỏ thấp hơn. Do áp suất làm tăng điểm nóng chảy của lớp vỏ bằng cách củng cố liên kết hóa học của nó, lớp vỏ gần như hoàn toàn rắn ngay cả ở nhiệt độ cực cao ở độ sâu dưới cùng của nó. Việc tạo ra nham thạch đòi hỏi một cái gì đó bất thường. Nó đòi hỏi hoặc là nhiệt độ bất thường, một giảm áp bất thường, hoặc một chất ô nhiễm bất thường (thường là nước) xâm nhập vào lớp vỏ giảm điểm nóng chảy của nó.¹

Tình hình lo lắng của bạn tại Vesuvius có thể đổ lỗi cho yếu tố sau cùng, đó là quá trình chịu trách nhiệm cho nhiều núi lửa mạnh mẽ nhất trên thế giới. Sự xâm nhập của nước là kết quả của một tấm biển trượt dưới tấm lục địa. Trong trường hợp này, mảnh vụ của tấm châu Phi che phủ biển Adriatic trượt (và thực sự tiếp tục trượt) dưới tấm châu Âu dọc theo bờ biển phía đông của Ý. Trong lớp dưới đại dương, một lượng nhỏ nước có thể xâm nhập vào cấu trúc của chúng, và vì nước giảm điểm nóng chảy của tấm, sự thấm này dường như vô hại là bước đầu tiên của một phản ứng cực kỳ nguy hiểm đã dẫn đến một số phun trào thảm hại nhất trong lịch sử (xem Krakatoa, 1883).

Khi nước và nhiệt độ kết hợp để một phần làm tan chảy đá của lớp vỏ, nham thạch nhẹ bọt lên bề mặt, làm tan chảy lớp vỏ xung quanh và thu thập các thành phần mới. Điều này không luôn làm tăng sức mạnh phá hủy của một núi lửa, nhưng như vận may đã có, núi Vesuvius nằm trên một lớp đất dày của đá vôi. Đá vôi (CaCO₃) + nhiệt độ dẫn đến sự kết hợp khó khăn của oxit canxi và CO₂. Nói cách khác, đứng ở Pompeii đặt bạn vào vùng nguy hiểm của nham thạch có carbonat.

Tình hình trở nên tồi tệ hơn. Rất có thể sau phun trào cuối cùng của Vesuvius (tin rằng đã xảy ra vào năm 217 TCN), dung nham có thể đã nguội ở một nơi nào đó trong hệ thống đường ống của nó để tạo ra một nắp, tăng đáng kể áp suất lên nham thạch trước khi nó làm rơi đá, làm rung đất, và rời khỏi lỗ thông trên đỉnh núi Vesuvius.

Khi dung nham giảm áp, khí CO₂ và khí sunfuric nhanh chóng thoát ra khỏi dung dịch để tạo ra động cơ phun nham thạch, và đám mây nổi lên vào bầu trời theo một hình thành gọi là cột Plinian (đặt theo tên Pliny trẻ, người ghi chép phun trào Vesuvius từ xa qua vịnh Naples).

Chiều cao của cột Plinian của một núi lửa phần lớn được xác định bởi sức mạnh nổ của nó, vì vậy nó có thể được sử dụng để giúp xác định chỉ số nổ núi lửa của nó. VEI của Vesuvius là 5, tương đương với phun trào của núi Saint Helens vào năm 1980 — điều đáng chú ý nhưng không đạt đến đỉnh của thang điểm. (May mắn thay, các phun trào VEI 8 khá hiếm. Phun trào gần đây nhất xảy ra trên núi Taupo ở New Zealand cách đây 26,500 năm, và nó đã phá hủy một khu vực có diện tích bằng El Salvador.)

Vấn đề với trận phun trào năm 79 sau CN của núi Vesuvius không chỉ là quy mô của nó, mà còn ở chỗ nhiều người sống quá gần. Khi tôi hỏi James Moore, một nhà nghiên cứu núi lửa và nhà khoa học nghỉ hưu tại Cơ quan Địa chất Hoa Kỳ, cách tốt nhất để thoát khỏi một núi lửa đang phun trào là gì, ông nói rằng nó khá dễ dàng: "Đừng sống gần một cái!"

Nhưng điều đó khó khăn hơn nhiều so với những gì có vẻ. Không chỉ là sự xui xẻo mà người La Mã xây dựng thành phố của họ ở chân núi lửa. Thay vào đó, núi lửa có xu hướng thu hút các cộng đồng nhân loại vì những trận phun trào xưa đã tạo ra đất phù sa tuyệt vời. Nếu những người Pompeii đã tiến hành bất kỳ khai quật nào, họ có thể đã tìm thấy bằng chứng về trận phun trào khổng lồ của Vesuvius vào năm 1995 TCN và dân số thời kỳ đồ đồng. Nhưng họ không làm đó.²

Vì vậy, thay vào đó, bạn và phần còn lại của những người sống ở Pompeii đều tìm thấy mình cách lỗ thông Vesuvius 6 dặm chỉ có hai lựa chọn: Chạy về phía bắc hoặc chạy về phía nam.

Nếu bạn chạy về phía nam và rời xa Vesuvius, bạn sẽ gặp hai vấn đề. Trước hết, không rõ lắm là bạn cần chạy đi đến đâu. Chúng ta biết rằng bạn cần ít nhất chạy qua thị trấn Stabia - khoảng 4.5 dặm - vì Pliny lớn (chú của Pliny trẻ) đã chết ở đây vào sáng ngày 25. Nếu bạn chạy về phía nam, bạn cũng sẽ chạy theo hướng của gió thường xuyên, điều này có nghĩa là đám mây Plinian sẽ liên tục mưa tro và tảo. Khi phun trào tiếp tục, vấn đề này chỉ trở nên tồi tệ hơn. Cuối cùng, đám mây sẽ trở nên quá dày đặc, làm cho ngày trở nên như đêm. Pliny trẻ mô tả sự tối tăm trong ghi chú của mình như “không phải là một đêm không trăng hay đêm có mây, mà như là nếu đèn đã tắt trong một căn phòng đóng cửa.”

Khi tôi hỏi Petrone nơi những người sống sót của Pompeii đã đi, ông viết rằng có bằng chứng về những cuộc thoát thành công về cả phía bắc và phía nam. Tuy nhiên, ông đề xuất bạn chạy về phía bắc hướng Naples - và hướng phun trào. Ông nói rằng con đường giữa Pompeii và Naples đã được duy trì tốt, và hồi ký của những người sống sót gợi ý rằng hầu hết những người thoát thành công đã đi về phía bắc - trong khi hầu hết các xác của những người cố gắng thoát (những người thừa nhận là rời đi quá muộn) đã được tìm thấy về phía nam.

Nhưng nếu bạn chạy về phía bắc, bạn sẽ cần di chuyển nhanh chóng, vì bạn sẽ đi qua thị trấn nghỉ dưỡng La Mã nhỏ Herculaneum trên đường đi đến Naples - và Herculaneum bị ảnh hưởng bởi dòng pyroclastic đầu tiên.

Herculaneum nằm cách lỗ thông núi lửa chỉ gần 4 dặm về phía đông, nhưng trong vài giờ đầu của trận phun trào, gió thường xuyên lớn phần bảo vệ nó khỏi hầu hết tro và tảo. Thật không may, khi Vesuvius chạm vào nham thạch sâu hơn và phát triển dòng pyroclastic đầu tiên của mình, khí và tro nóng sẽ di chuyển trực tiếp vào Herculaneum và giết chết mọi người gần như ngay lập tức.

Các nhà khảo cổ đã phát hiện những vết cháy trong thành phố cho thấy đám mây có thể đã nóng như 930 độ Fahrenheit, và vì nạn nhân bị bọc trong không gian âm của tro, nhà khảo cổ có thể nhìn thấy tư thế cuối cùng, đóng băng của họ. Những tư thế này không cho thấy nhiều dấu hiệu của tư duy tự vệ giống như tư thế phòng thủ giống như võ sĩ quyến rũ thường được thực hiện trong nhiệt độ cực cao, điều này cho thấy với Petrone rằng nạn nhân ở Herculaneum có thể đã bị giết chết một cách nhanh chóng đến nỗi họ thậm chí không nhận thức được sự bất tiện. Petrone thậm chí còn tìm thấy một mảnh chất não có vẻ thủy tinh trong đầu của một nạn nhân Herculaneum, ngụ ý rằng đám mây đã nhanh chóng làm nóng não người này đến mức nó trở thành thủy tinh. Tuy nhiên, bạn có thể tránh được việc biến thủy tinh nếu bạn tuân thủ cẩn thận theo các hướng dẫn này.

Mua bánh của bạn không muộn hơn 10 giờ sáng và rời khỏi Pompeii ngay khi bạn thấy đám mây đen. May mắn thay, tiệm bánh đặt bạn trên đường đến Herculaneum một cách thuận tiện. Bạn chỉ cần đi về phía bắc.

Herculaneum cách Pompeii hơn 9 dặm, và dòng pyroclastic không tác động cho đến chiều muộn. Chúng ta sẽ nói bạn có một hạn chót là 2 giờ chiều, để an toàn. Điều này mang lại cho bạn bốn giờ, có nghĩa là bạn có thể duy trì tốc độ đi bình quân 3 dặm mỗi giờ và đến Herculaneum ngay sau 1 giờ.

Herculaneum là một thị trấn biển dành cho tầng lớp quý tộc La Mã. Bạn sẽ tìm thấy những ngôi nhà lớn, đẹp được lát bằng đá cẩm thạch. Một số trong số này có thể là những địa điểm lôi cuốn để đợi qua những khó khăn. Nhưng rõ ràng, điều đó sẽ là một sai lầm.

Thay vào đó, bạn cần đi qua. Nếu bạn muốn đảm bảo sự sống sót của mình, bạn cần ít nhất phải đến ngoại ô của Naples - cách đó 4 dặm. Và để an toàn hơn, bạn nên có lẽ cần phải đến đó trong vòng một giờ, điều này có nghĩa là duy trì tốc độ đi bộ nhanh hoặc chạy nhẹ.

Tốc độ có vẻ khả quan, nhưng tổng quãng đường từ Pompeii đến Naples là 13 dặm. Tránh quá mức cố gắng và tận dụng mọi cơ hội để uống nước sạch. Đám đông và chướng ngại vật có thể làm bạn chậm lại, nhưng việc nắm bánh và rời khỏi thành phố sẽ không quá khó khăn. Nhiều người dân ban đầu tìm nơi trú ẩn, vì vậy bạn sẽ có một cửa sổ mở cho việc rời đi của bạn, điều quan trọng cho sự sống sót của bạn. “Có lẽ chỉ những người đã hiểu rõ từ đầu tình hình nghiêm trọng đã kịp thời thoát ra,” Petrone viết trong một email gửi cho tôi. Và, có lẽ để thúc đẩy bất kỳ nhà du lịch thời gian nào, ông đính kèm một liên kết đến bộ não thủy tinh.