Новое исследование улучшает прогнозы извержений вулканов
Представьте себе мир, в котором предсказание извержений вулканов настолько точно, что люди, живущие в тени этих спящих гигантов, могут спать немного спокойнее. Таковы перспективы недавних исследований, посвященных расплавленным тайнам глубоко под земной корой.
Изучая расплавленные породы, залегающие на глубине до 20 километров под землей, ученые разрабатывают новые методы, которые могут значительно улучшить прогнозирование этих потенциально разрушительных событий.
Вулканические извержения относятся к числу наиболее грозных природных угроз, влияющих не только на окружающую среду, но и на жизнь миллионов людей, живущих поблизости.
Традиционно прогнозы основывались на наблюдении за верхними слоями земной коры, где сидит магма, готовая вырваться наружу. Однако новое исследование показывает, что необходимо сместить акцент на гораздо более глубокие регионы.
Резервуары магмы и вулканические прогнозы
Исследование, проведенное под руководством ученых из Имперского колледжа Лондона и Бристольского университета, охватывает данные о самых мощных извержениях по всему миру - от США до Индонезии.
Доктор Кэтрин Бут, один из основных авторов исследования, пояснила: «Мы расширили рамки нашего исследования по сравнению с большинством предыдущих исследований, сосредоточившись на точке зарождения магмы, где экстремальное тепло превращает твердую породу в жидкую магму глубоко под землей».
Всестороннее исследование объединило реальные наблюдения с передовым компьютерным моделированием, чтобы определить, как магма формируется и движется в этих глубоких резервуарах, что в конечном итоге позволило по-новому взглянуть на поведение вулканов.
Новое понимание плавучести магмы
Полученные результаты опровергают прежние представления об извержениях вулканов. «В отличие от того, что считалось ранее, оказывается, что плавучесть магмы, на которую влияют ее температура и химический состав, является важнейшим фактором, вызывающим извержения, - объясняет доктор Бут.
Когда магма становится легче окружающих пород, она приобретает плавучесть - поднимается и прорывается сквозь поверхность Земли, чтобы высвободить свою огненную мощь».
Кроме того, эксперты обнаружили, что продолжительность хранения магмы на небольшой глубине также влияет на размер извержения: более длительные периоды хранения обычно приводят к менее сильным извержениям.
Интересно, что, хотя может показаться, что большие резервуары магмы могут приводить к более мощным извержениям, исследование показало, что эти большие резервуары могут рассеивать тепло, замедляя образование магмы и снижая интенсивность извержения.
Уточнение моделей для прогнозирования вулканов
«Наше исследование не только углубляет наше понимание вулканических процессов, но и улучшает модели, которые помогают предсказывать эти события», - отметил соавтор работы профессор Мэтт Джексон.
Однако Джексон также признал ограниченность существующих моделей, которые не в полной мере учитывают другие элементы, такие как вода и углекислый газ, содержащиеся в магме, или боковое движение магматических потоков.
В будущем команда намерена доработать свои модели, включив в них более сложные и реалистичные сценарии, в том числе трехмерную динамику потоков и меняющийся состав флюидов.
Эти усовершенствования позволят проследить более глубокие процессы в недрах Земли и улучшить наши возможности по прогнозированию и смягчению последствий вулканических извержений.
Исследование прокладывает путь к более точным прогнозам вулканической активности. Забрасывая более глубокую и всеобъемлющую сеть в механику движения магмы, ученые не только переписывают книгу по вулканологии, но и предоставляют спасательный круг тем, кто живет под постоянной угрозой огненного дыхания Земли.
