Разработан новый способ предсказания и отслеживания извержений вулканов

Исследователи из Корнеллского университета смогли в режиме реального времени оценить глубину, на которой находится горячий резервуар вулканической магмы. Это позволяет следить за тем, как развивается извержение и прогнозировать поведение вулкана. Разработанные вулканологами методы могут помочь правительственным чиновникам верно оценивать риск извержения, чтобы вовремя принять решение об эвакуации.

Когда извергается вулкан, люди уходят, а вулканологи остаются. Они собирают камни

В последние годы ученые используют спутниковые снимки, сейсмические данные и GPS для оценки деформации грунта вблизи действующих вулканов, но эти методы не дают точной информации о глубине горячего резервуара магмы. А это один из важнейших параметров для прогноза поведения вулкана.

Во время вулканических извержений магма достигает поверхности Земли и извергается в виде лавы. При этом образуется фрагментированный мелкозернистый материал, называемый тефрой. Его можно быстро собрать, и он может многое рассказать. В новой работе ученые показали, как тефру «расспрашивать». 

При образовании вулканических кристаллов в них случайно попадают пузырьки углекислого газа. Плотность  кристаллов с пузырьками зависит от глубины, на которой кристаллы образуются. Если проанализировать их плотность можно с точностью до ста метров определить глубину, на которой они образовались. Это и есть глубина, на которой находится магма.

Извержение на острове Ла Пальма, 2021 год
DOI: 10.1126/sciadv.ade7641

(A) Канарские острова. (B) Геологическая карта Ла-Пальмы. (C) Извержения на Ла-Пальма, включая извержение 2021 года. (D) Извержения 2021 года (глубина окрашена) (E) Извержения 2021 года. Мелкие события непосредственно перед началом (9 сентября), глубокие (от 20 до 25 км) и мелкие (от 6 до 12 км) события во время извержения.
Когда метод был разработан, его надо было проверить на практике. И вулканологи это сделали. 

После пятидесяти лет покоя вулкан Кумбре-Вьеха на острове Ла-Пальма на Канарских островах начал извергаться 19 сентября 2021 года. Ученые Корнеллского университета прибыли на место извержения, собрали кристаллы и установили глубину резервуара магмы. Это удалось сделать практически в реальном времени.

«Когда эти вулканические кристаллы растут, они случайно захватывают пузырьки углекислого газа», — говорит ведущий автор статьи Кайл Дейтон. — «Во время извержения вулкана эти кристаллы вместе с лавой выбрасывает на поверхность. Мы собираем тефру и ищем кристаллы, содержащие эти пузырьки. Благодаря этому мы можем раскрыть некоторые вулканические тайны и лучше подготовиться к будущим извержениям».