Фото: USGS
Ученые выяснили, что вызывает крупномасштабные извержения вулканов и какие условия могут к ним привести.
Килауэа на Гавайях - один из самых активных вулканов в мире. Из-за этого и относительной легкости доступа он также является одним из наиболее оснащенных оборудованием для мониторинга - инструментами, которые измеряют и записывают все, от землетрясений и движения грунта до объема и продвижения лавы, пишет nasa.gov
Однако извержение Килауэа в 2018 году было особенно мощным. Фактически, это было крупнейшее извержение вулкана за более чем 200 лет. Ученые из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии использовали множество данных, собранных в ходе этого редкого события, чтобы пролить свет на причину таких крупномасштабных извержений, как это, и, что, возможно, более важно, какие механизмы их запускают.
«В конечном итоге причиной того, что это извержение стало намного больше обычного, было обрушение кальдеры вулкана - большой кратероподобной депрессии на вершине вулкана», - сказал Альберто Роман из JPL, ведущий автор нового исследования, опубликованного недавно в журнале Nature. «Во время обрушения кальдеры массивная каменная глыба около вершины вулкана скатывается в вулкан. По мере того, как он скользит, застревает на неровных стенах вокруг него и скользит еще немного, глыба породы выдавливает больше магмы, чем обычно было бы изгнано ».
Но на самом деле научная группа хотела знать, что в первую очередь привело к обрушению кальдеры - и они нашли свой ответ.
Вероятный виновник? Вентиляционные отверстия - отверстия, через которые течет лава - расположены на значительном расстоянии от вершины вулкана и на гораздо меньшей высоте.
«Иногда вулканы извергаются на вершине, но извержение также может происходить, когда лава прорывается через жерла намного ниже вулкана», - сказал Пол Лундгрен из JPL, соавтор исследования. «Извержение через эти низко расположенные жерла, вероятно, привело к обрушению кальдеры».
Лундгрен сравнивает этот тип вентиляционного отверстия с краном на складном кувшине для воды, который вы бы взяли с собой в поход. По мере того, как уровень воды падает к месту расположения крана, поток воды замедляется или останавливается. Точно так же, чем ниже по вулкану находится жерло (или «кран»), тем более длинная лава может течь, прежде чем достигнет точки остановки.
Большое количество магмы может быть быстро вытеснено из камеры (или камер) под вулканом через эти жерла, оставляя скалистый пол и стены кальдеры над камерой без достаточной поддержки. Затем порода кальдеры может обрушиться в магматический очаг.
Когда скала падает, она создает давление в магматических очагах - для Килауэа исследовательская группа определила два из них - увеличивая поток магмы к отдаленным жерлам, а также общий объем извержения. Повышение давления сродни сжатию кувшина с водой, чтобы вытеснить последнюю каплю воды.
После разработки своей модели этих процессов извержения, используя в своих интересах бесчисленное количество данных, доступных из Килауэа, они также сравнили прогнозы модели с наблюдениями по аналогичным извержениям, вызванным обрушением кальдеры на других вулканах. Результаты были последовательными. Несмотря на то, что модель не предсказывает, когда произойдет извержение вулкана, она может дать решающее представление о вероятной серьезности извержения, когда оно начнется.
«Если мы видим извержение в низко расположенной жерле, это красный флаг или предупреждение о возможном обрушении кальдеры», - сказал Роман. «Точно так же, если мы обнаружим землетрясения, связанные со скольжением каменной глыбы кальдеры, теперь мы знаем, что извержение, вероятно, будет намного сильнее, чем обычно».
