Вулканические газы могут предсказать извержения

Предсказание извержений — давняя, но несбыточная до сих пор мечта сейсмологов во всем мире. Современные технологии оповещения могут подарить людям несколько драгоценных минут, но этого порой бывает слишком мало. Однако теперь, если исследования ученых дадут свои плоды, они смогут предупреждать население об опасности за несколько дней, а то и недель до катастрофы.

В прошлом месяце исследователи из Национального автономного университета Мексики надеялись достичь вершин Попокатепетля, 5400-метрового вулкана неподалеку от Мехико, чтобы установить оборудование для мониторинга на вершине его кратера. Но «Эль-Попо», как его ласково называют местные жители, отпугнул их выбросами золы и сернистого газа — как ни парадоксально, но это именно то, что ученые и надеялись измерить. Для установки датчиков они выбрали точку на нижних склонах горы, но в следующем году команда все же надеется подняться на вершину. Благодаря данным, которые могут быть получены с помощью наблюдения за кратером, в будущем сейсмологи смогут гораздо точнее прогнозировать извержения.

Растущий объем данных мониторинга сейчас показывает, что резкий скачок соотношения углерода к серному газу, извергаемых из жерла вулкана, может обеспечить от нескольких дней до нескольких недель форы для правительства и местного населения перед надвигающимся извержением. Об этом свидетельствуют три недавних исследования, проводимых в рамках компании Volcano Deep Earth Carbon Degassing (DECADE) под управлением Института науки Карнеги, США. Их результаты предполагают, что мониторинг геохимического состава газов в скором времени соединится с двумя оплотами современного прогнозирования — отслеживанием вздутий земной поверхности и ростом подземных толчков перед извержениями — чтобы вместе они образовали единую, слаженную систему, как объясняет вулканолог Тобиас Фишер из Университета Нью-Мексико в Альбукерке и председатель проекта DECADE.

Идея анализа вулканических газов существует уже многие десятилетия. Ученые выделили изменение соотношения углерода к сере (С-S) как наиболее наглядное для сбора метрики. Теоретически, оно может служить своего рода сигналом к тому, что скоро произойдет извержение. Соотношение изменяется потому, что СО2 растворяется в восходящих магматических потоках в виде пузырьков на глубине 10 или более километров, когда давление падает. Обогащенные сернистые газы, в отличие от газа углекислого, остаются в расплаве на более мелких глубинах. Таким образом, когда магма поднимается до порогового значения, происходит понижение C-S, но Фишер говорит, что данных для того, чтобы быть уверенным в этой теории, в настоящее время мало.

В настоящее время ученые намерены установить как можно больше наземных датчиков слежения на вулканы по всему миру, чтобы собрать необходимую информацию и подтвердить гипотезу. Проблема заключается в том, что активные вулканы извергают пепел и грязь, а попадание даже небольшого количества посторонних веществ на панели солнечных батарей или внутрь аппаратуры может привести к повреждению дорогостоящего оборудования. Так что исследователям предстоит серьезно усовершенствовать технологии сбора и анализа данных, чтобы достигнуть успеха.