2β. Παρακολούθηση Ραδονίου (φωτογραφίες)

Το ραδόνιο είναι ένα φυσικό ευγενές ραδιενεργό αέριο που παράγεται από την διάσπαση του ουρανίου και θορίου. Τα τρία φυσικά ισότοπα του ραδονίου είναι το 219Rn (άκτινον), το 220Rn (θορόνιο) και το 222Rn (ραδόνιο). Το άκτινο έχει πολύ μικρή ημιπερίοδο ζωής (περίπου 3 δευτερόλεπτα) και έτσι δεν έχει κάποια πρακτική αξία. Το ραδόνιο έχει ημιπερίοδο ζωής 3,82 μέρες, ενώ το θορόνιο 54,7 δευτερόλεπτα. Η μικρή ημιπερίοδος ζωής του, παράλληλα με το ότι πρόκειται για ευγενές αέριο (δεν συμμετέχει σε χημικές αντιδράσεις, όπως συμβαίνει με τα περισσότερα από τα υπόλοιπα φυσικά αέρια) καθιστά το ραδόνιο ένα από τα πλέον ενδεικτικά αέρια και δείκτη ενεργών διεργασιών, όπως η ύπαρξη ενεργών ρηγμάτων και η ενεργοποίηση των ηφαιστείων. Μοναδικό πρόβλημα – όχι ευκαταφρόνητο – είναι η μεγάλη διαλυτότητα του στο νερό (συντελεστής διαλυτότητας: 0,51 σε 0°C, 0,25 σε 25°C) από το οποίο όμως απελευθερώνεται πολύ εύκολα, καθώς ο συντελεστής κατανομής αέρα/νερού είναι πολύ μεγάλος.

Το ραδόνιο είναι το περισσότερο μελετημένο αέριο, αποσκοπώντας στην πρόγνωση των σεισμών. Γεννάται στο πέτρωμα και ένα μέρος του δεσμεύεται στη στέρεα μάζα, ενώ το υπόλοιπο μετακινείται στα ρευστά των πόρων του πετρώματος από όπου μπορεί να διαφύγει μέσω των ενδοεπικοινωνούντων πόρων, ρωγμών και υδροφόρων. Οι τεκτονικές τάσεις που επενεργούν στο πέτρωμα μπορούν να δημιουργήσουν ρήξη της στέρεας μάζας και ρωγμές που κάνουν περισσότερο αποτελεσματική τη διάχυση και διαφυγή του ραδονίου.

Γενικά διακρίνονται δύο φάσεις εκδήλωσης της αύξησης στο ποσοστό του ραδονίου που παρατηρείται κατά τη διάρκεια των σεισμικών γεγονότων. Η πρώτη, πρόδρομη φάση, εκδηλώνεται αρκετούς μήνες πριν και διαρκεί έως και την έναρξη του σεισμικού γεγονότος. Χαρακτηρίζεται από ανώμαλες τιμές έως και δέκα (10) τάξεων μεγέθους μεγαλύτερες των φυσιολογικών για την περιοχή. Οι ανωμαλίες συναντώνται τόσο κατά μήκος ενεργών ρηγμάτων όσο και στο έδαφος και τους υδροφόρους, σε εύρος από την περιοχή του επικέντρου που μπορεί να ξεπερνά τα 100 km σε ακτίνα.

Η δεύτερη φάση χαρακτηρίζεται από την έκλυση ραδονίου κατά μήκος των ενεργοποιημένων σεισμικών ρηγμάτων. Το μέγιστο της ανωμαλίας παρουσιάζει μια υστέρηση λίγων ημερών μετά την εκδήλωση του σεισμικού ρήγματος και μπορεί να είναι μετατοπισμένο λίγες δεκάδες μέτρα από την επιφανειακή εκδήλωσή του.

Κατά τη διάρκεια ηφαιστειακής επαναδραστηριοποίησης, αναμένεται μία αύξηση έκκλησης ραδονίου, τόσο λόγω της θραύσης των πετρωμάτων (σεισμική δράση) όσο και λόγω της αύξησης της ροής του CO2, ως της κυριότερης αέριας φάσης που μεταφέρει το ραδόνιο στην επιφάνεια.

Σε ό,τι αφορά τα δύο ισότοπα, κυρίως χρησιμοποιείται το ραδόνιο (222Rn), καθώς η μεγαλύτερη ημιπερίοδος ζωής του διευκολύνει την καταγραφή του και καθιστά πιο ασφαλή τα αποτελέσματα. Η συμπεριφορά του θορονίου (220Rn) δεν είναι πολύ καλά μελετημένη, θεωρείται όμως αποτελεσματικότερος “ιχνηλάτης” ενεργών διεργασιών καθώς έχει πολύ μικρότερη ημιπερίοδο ζωής.

Οι μετρήσεις ραδονίου που πραγματοποιούνται αφορούν:

1. Το ραδόνιο που βρίσκεται διαλελυμένο στο νερό. Για τη μέτρηση αυτή απαιτείται η κυκλοφορία συγκεκριμένου όγκου ατμοσφαιρικού αέρα, σε κλειστό κύκλωμα, σε συγκεκριμένο όγκο δείγματος νερού. Στη συνέχεια μετράται η περιεκτικότητα του ραδονίου στον αέρα αυτό και με σχετική αναγωγή υπολογίζεται το περιεχόμενο εν διαλύσει στο νερό ραδόνιο.
2. Το ραδόνιο που βρίσκεται εγκλωβισμένο στο έδαφος. Για τη μέτρηση αυτή το δείγμα του εδαφικού αερίου λαμβάνεται από την απόληξη ενός ανοξείδωτου σωλήνα εσωτερικής διαμέτρου 1 εκατοστού, ο οποίος βυθίζεται στο έδαφος σε βάθος 0,5-0,6 m ώστε να αποφεύγονται οι ημερήσιες και εποχιακές διακυμάνσεις που παρουσιάζουν οι τιμές του ραδονίου λόγω αλλαγής της ατμοσφαιρικής πίεσης, των ρευμάτων του αέρα κτλ.

Οι καταγραφές του ραδονίου παρουσιάζουν διακύμανση σε μακροχρόνια κλίμακα. Η αύξηση του περιεχόμενου σε αέρια εδάφους ραδονίου που έχει καταγραφεί φαίνεται να συνδέεται με περιόδους «ενεργοποίησης» του χώρου από τοπικά σεισμικά γεγονότα που το μέγεθός (MD) τους υπερβαίνει τα 4 Ρίχτερ.

2γ. Παρακολούθηση της σύστασης των θερμών ρευστών (φωτογραφίες)

Περιοδική δειγματοληψία (2 φορές ανά έτος) και αναλύσεις των κύριων στοιχείων, ιχνοστοιχείων και ισοτόπων, πραγματοποιούνται στις κυριότερες θερμές πηγές και τις ατμίδες της Νισύρου (θερμή πηγή στο Αυλάκι και στα Λουτρά, ατμίδες Στέφανου, Μικρού και Μεγάλου Πολυβώτη και ΝΑ Ραμού ).

Παίρνοντας υπόψη όλες τις χημικές, υδρολογικές και υδρογεωλογικές παραμέτρους, τα θερμά νερά της Νισύρου είναι πιθανό να τροφοδοτούνται από α) θαλασσινό νερό που έχει υποστεί περιορισμένη θέρμανση και αναμιγνύεται με υπόγειο νερό ή β) θερμασμένο υπόγειο νερό που αναμιγνύεται με θαλασσινό νερό ή γ) μίξη θερμού θαλασσινού και υπόγειου νερού. Σε όλες τις περιπτώσεις, τα θερμά νερά συνδέονται με σχετικά αβαθείς υδροφόρους ορίζοντες.

Οι ατμίδες της Νισύρου εκλύουν κυρίως μεγάλο ποσοστό θερμασμένου ατμοσφαιρικού αέρα και CO2. Ανιχνεύονται επίσης πολύ χαμηλά και έντονα κυμαινόμενα ποσοστά CH4, H2, CO, γεγονός που αντικατοπτρίζει διαφορετικά ποσοστά μίξης ατμοσφαιρικού αέρα με μία αέρια φάση πλούσια σε CO2.

Καθ΄ όλη την περίοδο παρακολούθησης, δεν καταγράφηκε οποιαδήποτε σημαντική διακύμανση στη χημική σύσταση των θερμών αερίων και νερών, που θα μπορούσε να ερμηνευτεί ως διεργασία δραστηριοποίησης τροφοδοσίας από βαθύτερα μαγματικά ρευστά.