«Как расплавленный блин». Ученые создали модель извержения щитового вулкана
Особенности извержения щитовых вулканов выявили ученые, создав новую модель извержения на примере вулкана Сьерра-Негра на Галапагосских островах, говорится в исследовании, опубликованном 19 июня в журнале Geophysical Research Letters.
В мировом океане есть несколько крупных щитовых вулканов, где лава обычно не выбрасывается из кратера при сильных взрывах, а медленно вытекает из длинных трещин, расположенных в земле.
Во время недавнего извержения вулкана Сьерра-Негра на Галапагосских островах в Тихом океане, одна из таких изогнутых трещин длиной в 15 километров образовалась в июне 2018 года в результате взаимодействия в недрах трех различных сил.
Еще до извержения геофизики в Калифорнии видели по радиолокационным спутниковым данным, что поверхность склона вулкана Сьерра-Негра высотой 1140 метров вздулась на высоту около двух метров. Эта выпуклость шириной около пяти километров растянулась от края кратера на десять километров в направлении с запада на северо-запад и повернула под прямым углом на северо-северо-восток у побережья.
Ученые из Потсдамского центра имени Гельмгольца выяснили, что это за структура и ее загадочный изгиб, с помощью компьютерных моделей.
Как и многие другие вулканы посреди мирового океана, «горячая точка» скрыта под Галапагосскими островами. По меньшей мере, 20 миллионов лет горячая порода медленно поднималась из недр Земли, подобно твердому пластилину, пока не собралась в большой полости примерно в двух километрах ниже кратера вулкана Сьерра-Негра.
«При диаметре около шести километров и толщине не более одного километра эта магматическая камера напоминает огромный блин из расплавленной породы», — так описал эту структуру Тимоти Дэвис из центра Гельмгольца.
С момента последнего извержения Сьерра-Негра в октябре 2005 года, большое количество магмы стекало в камеру снизу. В какой-то момент, когда давление возросло, оно подняло дно кратера до 5,20 метра. Однако огромная сила собирающихся масс магмы искала выход не через кратер.
Глубоко под землей вязкая порода медленно ползла в направлении с запада на северо-запад. Здесь важную роль играет другая сила: огромный вес горных пород вулкана давит сверху на поток магмы, который только формируется.
Вблизи береговой линии сплющивающийся щитовой вулкан все слабее давит на магматический коридор длиной почти 10 километров, находящийся глубоко под поверхностью. Там третья сила берет верх. Магма намного легче, чем скала вокруг прохода, и ранее ее набуханию мешал только нависающий вес щитового вулкана. Однако вблизи береговой линии эта плавучесть становится сильнее, чем давление скалы сверху. Вместе эти силы изменяют направление, в котором прижимается вязкая порода, и склон магмы изгибается в направлении с севера на северо-восток.
Тем не менее, набухание магмы под кратером продолжает увеличивать давление до тех пор, пока расплавленная масса, давящая вверх, не начнет ломать породу вокруг прохода магмы. Со скоростью, не превышающей скорость ходьбы, эта, заполненная магмой, трещина движется глубоко под землей к береговой линии.
«Магма, поднимающаяся из трещины, достигает поверхности через несколько дней и продолжает течь туда в виде лавы, которая через некоторое время затвердевает», — объяснил Тимоти Дэвис.
Впервые геофизикам удалось смоделировать такой извилистый путь распространения магмы, питающий извержение, и определить силы, которые контролируют это. Таким образом, ученые заложили важные основы для исследования извержений из таких трещин. Кроме того они сделали решительный шаг в направлении прогнозирования подобных извержений и, таким образом, уменьшения опасности, которую они представляют.
