ในเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. 1942 เกษตรกรชาวเม็กซิโก ดิโอนิซีโอ พูลิโด
คิดว่าตนได้ยินเสียงฟ้าผ่า มาจากไร่ข้าวโพดของเขา
ทว่าเสียงนั้นไม่ได้มาจากฟ้า
มันมาจากรอยแยกขนาดใหญ่ที่ปล่อยควัน แก๊ส และหินออกมา
รอยแยกนี้จึงกลายเป็นที่รู้จัก ในชื่อ ภูเขาไฟพาริคูติน
และอีก 9 ปีต่อมา ลาวาและขี้เถ้าของภูเขาไฟ ได้ปกคลุมพื้นที่มากกว่า 200 ตารางกิโลเมตร
แล้วภูเขาไฟลูกใหม่นี้โผล่มาจากไหน
และอะไรไปกระตุ้น ให้เกิดการปะทุที่คาดไม่ถึงนี้
เรื่องราวของภูเขาไฟเริ่มจากหินหนืด (แมกมา)
หินหนืดพวกนี้มักก่อตัวในบริเวณที่ น้ำในมหาสมุทรสามารถผ่านเข้าไปใน
ชั้นเนื้อโลก ซึ่งจะทำให้ อุณหภูมิของชั้นนั้นเย็นลง
โดยปกติแล้วหินหนืดจากกระบวนการนี้ จะอยู่ใต้พื้นผิวโลก
เนื่องจากความสมดุลของ ปัจจัยทางธรณีวิทยา 3 ข้อด้วยกัน
ข้อแรกคือ แรงดันชั้นหินปิดทับ
นี่คือน้ำหนักของเปลือกโลก ที่ดันหินหนืดไว้ด้านล่าง
ทำให้หินหนืดดันกลับด้วยปัจจัยข้อที่สอง คือ แรงดันหินหนืด
การปะทะกันของสองแรง ทำให้เกิดปัจจัยข้อที่สาม
นั่นคือ ความแข็งแกร่งของเปลือกโลก
ปกติแล้ว หินจะแข็งแรงและหนักพอ
ที่จะกันไม่ให้หินหนืดออกมาได้
แต่เมื่อปัจจัยทั้งสามนี้เสียสมดุล ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นนั้นรุนแรงเหมือนระเบิด
สาเหตุหนึ่งที่ทำให้ภูเขาไฟประทุ
คือการที่แรงดันหินหนืดเพิ่มขึ้น
หินหนืดประกอบด้วยธาตุและส่วนประกอบมากมาย
ซึ่งส่วนใหญ่จะละลายอยู่ในหินหนืดเอง
หากมีปริมาณที่เข้มข้นพอ ส่วนประกอบเช่น น้ำหรือกำมะถันจะไม่ละลายอีก
แต่จะรวมตัวเป็นฟองแก๊สแรงดันสูงแทน
เมื่อฟองแก๊สลอยตัวถึงพื้นผิวหินหนืด
ฟองสามารถระเบิดออกด้วยความแรง เทียบเท่าการยิงปืน
และเมื่อฟองนับล้านระเบิดอย่างต่อเนื่อง
ก็จะมีพลังงานมากพอจะส่งขี้เถ้า ขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์
แต่ก่อนฟองจะแตก มันจะมีลักษณะคล้ายกับ ฟองคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อเขย่าโซดา
ฟองแก๊สเหล่านี้ช่วยทำให้ ความหนาแน่นของหินหนืดลดลง
และเพิ่มแรงพยุง ซึ่งจะไปดันหินหนืด ให้ทะลุผ่านเปลือกโลกขึ้นไป
นักธรณีวิทยาเชื่อว่า นี่คือกระบวนการ ที่ทำให้ภูเขาไฟพาริคูตินประทุขึ้น
ในประเทศเม็กซิโก
มีอยู่ 2 สาเหตุโดยธรรมชาติที่ทำให้เกิดฟอง
บางครั้งหินหนืดใหม่ที่อยู่ลึกลงไปกว่านั้น
ก็พาแก๊สต่างๆ มาผสมโรงด้วย
แต่แก๊สก็สามารถรวมตัวกันได้ เมื่อหินหนืดเริ่มเย็นตัวลง
ในสถานะหลอมเหลวนั้น หินหนืดเป็นส่วนผสม ของแก๊สกับแร่ธาตุที่หลอมละลายแล้ว
ขณะที่หินหนืดแข็งตัว แร่ธาตุในนั้น จะเริ่มรวมกันแน่นและตกผลึก
กระบวนการนี้ไม่ได้ใช้แก๊ส ที่ละลายอยู่มากนัก
เป็นผลให้สารประกอบมีความเข้มข้นสูงขึ้น
และรวมตัวเป็นฟองระเบิด
ไม่ใช่ทุกครั้งที่การประทุจะเกิดขึ้น จากแรงดันหินหนืด
บางครั้งน้ำหนักของหินเอง ที่น้อยจนอาจเกิดอันตรายได้
แผ่นดินถล่มสามารถนำหินปริมาณมหาศาล ออกไปจากบริเวณกักเก็บหินหนืดได้
จนทำให้แรงดันชั้นหินปิดทับลดฮวบ และเกิดการประทุโดยทันที
กระบวนการนี้เรียกว่า "การปลดปล่อย"
และเป็นเหตุให้เกิดการประทุนับครั้งไม่ถ้วน
รวมถึงการระเบิดอย่างกระทันหัน ของภูเขาไฟเซนต์เฮเลนส์ในปี ค.ศ. 1980 ด้วย
แต่การปลดปล่อยเช่นนี้ สามารถเกิดขึ้นโดยใช้เวลานานได้
เนื่องมาจากการผุกร่อนของหิน และธารน้ำแข็งละลาย
อันที่จริง นักธรณีวิทยาหลายคนกังวลว่า การที่ธารน้ำแข็งละลาย
เนื่องจากอากาศเปลี่ยนแปลง จะเพิ่มการระเบิดของภูเขาไฟมากขึ้น
สุดท้าย การประทุสามารถเกิดขึ้นได้ เมื่อชั้นหินไม่แข็งแรงมากพอ
ที่จะกดหินหนืดให้อยู่ใต้ผิวโลกไว้ได้
แก๊สที่เป็นกรดและความร้อนจากหินหนืด
สามารถกัดกร่อนหินด้วยกระบวนการที่ชื่อว่า การเปลี่ยนแปลงความร้อน
ซึ่งจะค่อย ๆ เปลี่ยนหินแข็ง ๆ ให้กลายเป็นดินเหนียวนุ่ม ๆ
ชั้นหินอาจอ่อนแรงลงได้ จากการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก
แผ่นดินไหวสามารถสร้างรอยแยก ที่ทำให้หินหนืดออกมาสู่พื้นดินได้
และเปลือกโลกจะถูกยืดออกจนบาง
ในขณะที่แผ่นทวีปก็เคลื่อนตัวออกจากกัน
อย่างไรก็ตาม แม้เราจะรู้ว่า อะไรทำให้เกิดการประทุ
มันก็ไม่ได้ทำให้คาดการณ์ง่ายขึ้นเลย
ขณะที่นักวิทยาศาสตร์สามารถวัด ความแข็งแรงและน้ำหนัก
ของเปลือกโลกได้คร่าว ๆ
ความลึกและความร้อนของบริเวณหินหนืด ทำให้การวัดความเปลี่ยนแปลงแรงดันหินหนืด
เป็นเรื่องที่ยากมาก
แต่นักธรณีวิทยาที่เชี่ยวชาญด้านภูเขาไฟ กำลังสำรวจหาเทคโนโลยีใหม่ ๆ
เพื่อพิชิตภูเขาไฟให้อยู่หมัด
ความก้าวหน้าในการจับภาพความร้อน ช่วยทำให้นักวิทยาศาสตร์
ตรวจจับจุดร้อนใต้ดินได้
สเปกโทรมิเตอร์สามารถวิเคราะห์ หาแก๊สที่ออกจากหินหนืดได้
อีกทั้งเลเซอร์ยังสามารถใช้ตรวจจับหินหนืด ที่ดันตัวสูงขึ้นได้จากรูปร่างของภูเขาไฟ
หวังว่าเครื่องมือเหล่านี้จะช่วยให้พวกเรา เข้าใจภูเขาไฟพวกนี้มากขึ้น
รวมถึงการประทุอย่างดุเดือดของมันด้วย