Ученые нашли причины крупномасштабных извержений вулканов

19.05.2021
81
0
0.0
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 регистрируют все, от землетрясений и движения грунта до объема и продвижения лавы.

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.

Об этом сообщает SciTechDaily. Нового исследования, опубликованного недавно в журнале Nature.

«В конечном итоге причиной того, что это извержение стало намного больше обычного, было обрушение кальдеры вулкана — большой кратероподобной котловины на вершине вулкана. Во время обрушения кальдеры массивная каменная глыба около вершины вулкана скатывается в вулкан. По мере скольжения она может застрять на неровных стенах. Глыба породы выдавливает еще больше магмы», — сказал Альберто Роман из JPL, ведущий автор нового исследования.

Научная группа хотела знать, что в первую очередь привело к обрушению кальдеры. Им удалось найти ответ на этот вопрос.
 

Вероятный виновник обрушения кальдеры — 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. Извержение через эти низко расположенные жерла, вероятно, привело к обрушению кальдеры», — сказал Пол Лундгрен из JPL, соавтор исследования.

Во время извержения поверхность вулкана деформируется или меняет форму. Цветные полосы в правом нижнем окне анимации показывают изменения от и до середины извержения Килауэа в 2018 году. Чем ближе цветные полосы друг к другу, тем сильнее деформация в этой области — так же, как контурные линии на топографической карте обозначают быстро меняющуюся высоту.

Лундгрен сравнивает этот тип вентиляционного отверстия с краном на складном кувшине для воды, который обычно люди берут 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 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, ученые также сравнили прогнозы модели с наблюдениями по аналогичным извержениям, вызванным обрушением кальдеры на других вулканах. 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. Точно так же, если мы обнаружим землетрясения, соответствующие скольжению каменной глыбы кальдеры, теперь мы знаем, что извержение, вероятно, будет намного сильнее, чем обычно», — отметил Роман.



Комментарии (0)
avatar