Ученые раскрыли связь между землетрясениями и вулканами Камчатки

Наблюдения за Ключевской сопкой и ее соседями помогли российским ученым выяснить, как можно использовать глубинные "вулканические" землетрясения для предсказания скорых извержений вулканов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

"Точно предсказать, когда именно произойдет извержение после активизации глубинного очага, нельзя. Можно приблизительно сказать, что если на глубине наблюдается увеличение активности длиннопериодных землетрясений, то можно ожидать, что через несколько недель или месяцев произойдет активизация верхней части вулканической системы с возможными извержениями", — поясняет Николай Шапиро из Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в Петропавловске-Камчатском, чьи слова приводит пресс-служба Российского научного фонда.

Под каждым вулканом существует магматическая камера – резервуар из пористых пород, которые могут впитывать в себя большие количества жидкой магмы. Перед извержением эта камера переполняется, что приводит к ее "раздуванию" и подъему высоты местности в окрестностях вулкана. По тому, как сильно "раздулась" камера, ученые могут оценить объем содержащейся в ней магмы и дать оценки по силе извержения и вероятности его возникновения.

Процесс наполнения этой камеры, как объясняют ученые, обычно протекает "рывками", а не с постоянной скоростью. В результате этого давление внутри магматической камеры периодически резко меняется, и эти изменения порождают относительно слабые и долгопериодические сейсмические волны, движущиеся в сторону поверхности. Человек эти толчки не ощущает, но приборы сейсмологов фиксируют их у многих активных вулканов.

Шапиро и его коллеги обнаружили, что эти толчки можно использовать для предсказания скорых извержений вулканов, наблюдая за сейсмической активностью в окрестностях Ключевской сопки соседних с ней вулканов Безымянный и Плоский Толбачик в 2011 и 2012 годах.

Эти наблюдения раскрыли несколько интересных закономерностей. Извержения каждого из этих трех вулканов обычно предварялись двумя типами долгопериодических колебаний. Сначала толчки возникали на глубине в 30 километров, где предположительно находится общая магматическая камера, питающая Ключевскую сопку и ее два "соседа". Затем похожие, но несколько иные колебания возникали непосредственно под самими вулканами, на относительно небольшой глубине, в километр или даже меньше.

Как правило, примерно через месяц после появления колебаний начиналось извержение, однако их наличие не было гарантией скорого пробуждения вулканов –  в некоторых случаях Ключевская сопка и ее собратья заново "засыпали" и очередная катастрофа отменялась. Тем не менее, повышение сейсмической активности  на больших глубинах, как отмечают Шапиро его коллеги, позволяет заранее предугадывать возможные извержения вулканов и готовиться к ним.

В среднем, как показывают наблюдения за этими колебаниями, магма поднимается к поверхности относительно медленно – она движется со скоростью в 10 метров в секунду тратит около 2-3 месяцев на преодоление 30 километров дистанции между глубинной магматической камерой и вулканами Камчатки. В случае с извержением вулкана Толбачик в ноябре 2012 года этот процесс занял 5 месяцев, что оставляет достаточно много времени на то, чтобы подготовиться к извержению и провести дополнительные замеры.