इटली के एटना ज्वालामुखी के ऐतिहासिक विस्फोट रिकॉर्ड से पता चलता है कि एक ही ज्वालामुखी पूरी तरह से अलग-अलग भूमिगत चैनलों के माध्यम से फट सकता है, जो ज्वालामुखी के भीतर "पाइपलाइन प्रणाली" की लगातार स्थिरता के बारे में भूवैज्ञानिक समुदाय की पारंपरिक समझ को नष्ट कर देता है।संयुक्त राज्य अमेरिका में कॉर्नेल विश्वविद्यालय के नेतृत्व में एक हालिया अध्ययन ने माउंट एटना के दो प्रमुख विस्फोटों की भूमिगत मैग्मा गतिविधि प्रक्रिया का पुनर्निर्माण किया और पाया कि इसकी आंतरिक "पाइपलाइन प्रणाली" विभिन्न ऐतिहासिक अवधियों में पूरी तरह से अलग तंत्र द्वारा संचालित थी। इस परिणाम से भविष्य में ज्वालामुखी विस्फोट जोखिम मूल्यांकन के लिए अधिक परिष्कृत तकनीकी साधन उपलब्ध होने की उम्मीद है।
शोध दल ने बताया कि ज्वालामुखी के अंदर "पाइपलाइन प्रणाली" अक्सर गहरे भूमिगत तक फैली होती है और एक अत्यधिक जटिल नेटवर्क बनाती है। यहां तक कि एक ही ज्वालामुखी के लिए, इसका मैग्मा पूरी तरह से अलग-अलग रास्तों से बढ़ सकता है और विभिन्न विस्फोटों के दौरान दबाव छोड़ सकता है। कॉर्नेल विश्वविद्यालय में पृथ्वी और वायुमंडलीय विज्ञान विभाग में चार्ल्स एन. मेलोस चेयर प्रोफेसर, एस्टेबन गज़ेल के नेतृत्व में इस सहयोगी परियोजना ने वस्तु के रूप में एटना ज्वालामुखी को चुना, जिसकी संरचना अपेक्षाकृत "सरल" है और जिसमें अस्थिर पदार्थ का प्रभुत्व है, और अतीत में इस ज्वालामुखी के दो प्रतिनिधि विस्फोटों से मैग्मा क्रिस्टल नमूनों का व्यवस्थित रूप से विश्लेषण किया गया।
शोध के नतीजे जियोकेमिस्ट्री, जियोफिजिक्स, जियोसिस्टम्स जर्नल में प्रकाशित हुए थे। पेपर के पहले लेखक मैक्सिम गैवरिलेंको हैं, जो कॉर्नेल विश्वविद्यालय के पूर्व पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता हैं। गज़ेल को लंबे समय से ज्वालामुखी विस्फोटों के तंत्र में दिलचस्पी रही है, विशेष रूप से कौन से कारक हिंसक विस्फोटक विस्फोटों को ट्रिगर करते हैं और इस प्रक्रिया में विभिन्न अस्थिर घटकों की प्रमुख भूमिका होती है।
शोध दल ने इस बात पर जोर दिया कि ज्वालामुखी विस्फोट विस्फोटक है या नहीं, इसका मैग्मा की चिपचिपाहट और मैग्मा में निहित वाष्पशील गैसों की मात्रा और वितरण से गहरा संबंध है। गज़ेल ने एक सादृश्य के रूप में कार्बोनेटेड पेय का उपयोग किया: यदि आप एक सोडा की बोतल खोलते हैं जिसे हिलाया नहीं गया है, तो यह आसानी से पिचक जाएगी; लेकिन यदि आप इसे जोर से हिलाते हैं और फिर बोतल खोलते हैं, तो बोतल में बुलबुले जल्दी से अलग हो जाएंगे और फैल जाएंगे, जिससे एक हिंसक विस्फोट होगा। ज्वालामुखी के फूटने की प्रक्रिया कुछ हद तक इसी के समान होती है।
ज्वालामुखी मैग्मा में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड दो सबसे महत्वपूर्ण अस्थिर घटक हैं। भूवैज्ञानिक समुदाय ने लंबे समय से पानी को प्रमुख अस्थिर घटक माना है जो ज्वालामुखी विस्फोट व्यवहार पर हावी है। हालाँकि, गज़ेल की शोध टीम ने 2023 के एक अध्ययन में प्रस्तावित किया कि कार्बन डाइऑक्साइड सीधे विस्फोटक विस्फोटों को भी ट्रिगर कर सकता है। यह निष्कर्ष मैग्मा क्रिस्टल में छोटे बुलबुले का विश्लेषण करने के लिए रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करने की उनकी नई विधि से आया है।
रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करके, शोधकर्ता मैग्मा में क्रिस्टल समावेशन के भीतर माइक्रोन आकार के बुलबुले के कार्बन डाइऑक्साइड घनत्व को मापने में सक्षम थे, जो मानव बाल की मोटाई का केवल एक प्रतिशत से दसवें हिस्से के बराबर हैं। गैवरिलेंको ने कहा कि कार्बन डाइऑक्साइड का घनत्व प्राप्त करने के बाद, टीम ने इसे राज्य के समीकरण का उपयोग करके दबाव में परिवर्तित किया, और फिर दबाव से मैग्मा की गहराई की गणना की, जिससे अभूतपूर्व सटीकता के साथ ज्वालामुखी की आंतरिक पाइप प्रणाली की त्रि-आयामी संरचना का पुनर्निर्माण किया गया।
इस अध्ययन में, टीम ने इस तकनीक को माउंट एटना के दो महत्वपूर्ण विस्फोटों पर लागू किया। परिणामों से पता चला कि एक ही ज्वालामुखी विभिन्न ऐतिहासिक अवधियों में पूरी तरह से अलग "चैनलों" के माध्यम से मैग्मा और गैस छोड़ सकता है। 122 ईसा पूर्व में हुए विस्फोटों में से एक बहुत बड़ा था। मैग्मा संरचना माफिक कम-चिपचिपापन श्रेणी से संबंधित थी, और विस्फोट प्रकार को "प्लिनियन" के रूप में वर्गीकृत किया गया था - यह 79 ईस्वी में माउंट वेसुवियस के विस्फोट के रिकॉर्डर प्लिनी द एल्डर के नाम पर सबसे हिंसक विस्फोट ग्रेड है।
उच्च गुणवत्ता वाले नमूने प्राप्त करने के लिए, अनुसंधान सहयोगी टेरी प्लैंक और ब्रूस हॉटन व्यवस्थित नमूने लेने के लिए एटना ज्वालामुखी क्षेत्र में गहराई तक गए और मैग्मा क्रिस्टल का अनुक्रम विश्लेषण और बारीक माप किया। आंकड़ों से पता चलता है कि 122 ईसा पूर्व में इस घटना के दौरान, मैग्मा शुरू में लगभग 22 किलोमीटर की गहराई से धीरे-धीरे ऊपर उठा और कई हफ्तों तक सतह से 2 से 5 किलोमीटर ऊपर उथले स्तर पर स्थिर रहा, जिसके दौरान इसने धीरे-धीरे कुछ गैस खो दी और अंत में विस्फोट हुआ।
इसके बाद टीम ने नए डेटा की तुलना लगभग 4,000 साल पहले हुए एक अन्य विस्फोट, फॉल स्ट्रैटिफाइड घटना के नमूनों से की। नतीजे बताते हैं कि बाद की मैग्मा वृद्धि प्रक्रिया पूरी तरह से अलग है: मैग्मा तेजी से लगभग 24 से 30 किलोमीटर की गहरी मेंटल परत से सतह तक बहती है, केवल कुछ घंटों में अपनी वृद्धि पूरी करती है और फूट जाती है। मुख्य प्रेरक शक्ति मैग्मा में कार्बन डाइऑक्साइड की काफी उच्च सांद्रता से आती है।
गज़ेल ने बताया कि विभिन्न ज्वालामुखियों के बीच अस्थिर घटकों की संरचना में स्पष्ट अंतर हैं: समुद्री द्वीपों पर स्थित कुछ ज्वालामुखियों में कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सांद्रता होती है, जबकि सबडक्शन क्षेत्रों में ज्वालामुखी जल सामग्री द्वारा अधिक नियंत्रित होते हैं। माउंट एटना उन कुछ विशेष ज्वालामुखियों में से एक है जहां दो वाष्पशील पदार्थ, पानी और मैग्मा, "प्रभुत्व के लिए प्रतिस्पर्धा करते हैं।" शोध के परिणाम बताते हैं कि जब कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता एक निश्चित सीमा से अधिक हो जाती है, तो विस्फोट अधिक गहराई से तेजी से शुरू होगा और थोड़े समय में फूट जाएगा; जब पानी का प्रभाव अधिक मजबूत होता है, तो विस्फोट प्रक्रिया मुख्य रूप से उथली संरचना द्वारा नियंत्रित होती है, और मैग्मा सतह के पास स्थिर हो जाएगा, नष्ट हो जाएगा, और फिर फट जाएगा।
वर्तमान में, गज़ेल की टीम चिली, हवाई और अन्य क्षेत्रों में कई ज्वालामुखियों पर एक ही विधि लागू कर रही है, जिससे ज्वालामुखियों में आंतरिक पाइपों के बढ़िया मॉडल की एक विस्तृत श्रृंखला बनाने की उम्मीद है। उन्होंने कहा कि आदर्श रूप से, इस तरह का विश्लेषण दुनिया के हर ज्वालामुखी पर किया जाना चाहिए, क्योंकि यह बुनियादी डेटा विस्फोट के भौतिक मॉडल स्थापित करने और ज्वालामुखी खतरा जोखिम मूल्यांकन प्रणाली में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है।
अपने वैज्ञानिक मूल्य के अलावा, एटना सांस्कृतिक स्तर पर भी दिलचस्प है। इसे प्राचीन ग्रीक पौराणिक कथाओं में दिग्गज टायफॉन और एन्सेलाडस की कब्रगाह के रूप में माना जाता है। गज़ेल ने स्पष्ट रूप से दो विस्फोटों की भूमिगत पाइप प्रणालियों की तुलना इन दो पौराणिक दिग्गजों से की: 122 ईसा पूर्व में प्लिनियन विस्फोट एक पतली और घुमावदार "टाइफॉन-प्रकार" पाइप से मेल खाता था, जबकि पुरानी घटना एक छोटी "एन्सेलाडस-प्रकार" संरचना के समान थी। उन्होंने स्वीकार किया कि एटना में काम करते हुए यहां के इतिहास, शास्त्रीय संस्कृति और स्थानीय भोजन से आकर्षित न होना मुश्किल है।
बताया गया है कि अध्ययन "डीप ओरिजिन एंड शैलो लॉन्च फॉर द एटना 122 बी.सी. माफ़िक प्लिनियन इरप्शन" (डीप ओरिजिन एंड शैलो लॉन्च फॉर द एटना 122 बी.सी. माफ़िक प्लिनियन इरप्शन) को राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित किया गया था। पेपर आधिकारिक तौर पर 2 जून, 2026 को प्रकाशित हुआ था, और इसमें विस्तृत सैद्धांतिक मॉडल और अवलोकन संबंधी डेटा प्रदान किया गया था, जो भविष्य के वैश्विक ज्वालामुखी विस्फोट तंत्र अनुसंधान और जोखिम मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण संदर्भ प्रदान करता है।