Ученые сравнили извержения вулкана Килауэа с детской ракетой
Серия взрывных извержений вулкана Килауэа на Гавайях в 2018 году относится к совершенно новой категории и похожа по своему принципу на детскую игрушку «stomp-rocket», считают ученые в новом исследовании, опубликованном 27 мая в журнале Nature Geoscience.
Анализируя динамику 12 последовательных извержений, произошедших в 2018 году, исследователи Геологической службы США описали новый тип механизма извержения вулкана. Взрывы были вызваны внезапным повышением давления при обрушении грунта, в результате чего в воздух взметнулись столбы каменных обломков и горячего газа, что очень похоже на классические игрушечные ракеты, считают ученые.
По их словам, взрывные извержения вулканов в основном вызваны подъемом магмы, испарением грунтовых вод или некоторой комбинацией этих двух факторов. Но извержения 2018 года не совсем соответствовали стандарту.
«Эти извержения весьма интересны тем, что на самом деле они, по-видимому, не связаны ни с тем, ни с другим, — сказал аспирант Калифорнийского университета Джош Крозье. — В изверженном материале было очень мало того, что напоминало свежую магму, которая была выброшена наружу, но также нет никаких свидетельств значительного вовлечения подземных вод».
Гавайская вулканическая обсерватория, входящая в состав Геологической службы США, внимательно следит за Килауэа. Вулкан покрыт научными приборами, от наземных датчиков, которые измеряют сотрясение земли, до инструментов, которые анализируют газы, выделяющиеся из вулкана.
«Самое интересное в этих извержениях то, что их последовательность была удивительно схожей; это относительно необычно, — сказал вулканолог Лейф Карлстром из Калифорнийского университета. — Как правило, извержения вулканов происходят не с такой регулярностью».
Объединив все эти данные с различными атмосферными и подповерхностными моделями, ученые собрали воедино новую историю о том, что произошло на Килауэа во время череды событий в 2018 году. Перед каждым взрывом на вершине магма медленно вытекала из подземного резервуара. По мере истощения резервуара земля над ним — кратер в кальдере на вершине вулкана — внезапно обрушилась.
Это быстро привело к повышению давления в резервуаре. А поскольку в верхней части этого резервуара находился карман со скопившимся магматическим газом, повышение давления выдавило магматический газ и кусочки обломков через канал и вытолкнуло их из отверстия в кратере Килауэа.
При этом исследователи сравнили динамику извержения с игрушечной ракетой «stomp-rocket», в которой, от накачки воздуха через насос, снаряд взлетает в воздух. «"Stomp" — это кусок породы толщиной в километр, падающий вниз и оказывающий давление на полость, а затем выталкивающий материал прямо вверх, — сказал Крозье. — А «ракета" — это, конечно же, газ и камни, извергающиеся из вулкана».
Обрушение кальдеры является довольно распространенным явлением, отметил Крозье. Таким образом, хотя ученые впервые конкретно описали механизм «stomp-rocket», это, вероятно, не единственный случай, когда это происходило.
В ходе исследования удалось связать геофизические наблюдения со свойствами вулканического шлейфа в атмосфере. «Такая связь встречается очень редко, — сказал вулканолог Джо Дуфек. — Это указывает на новые способы для нас наблюдать за извержениями и сочетать измерения с помощью датчиков с компьютерным моделированием, чтобы лучше оценивать опасность, связанную с извержениями».
