Звуки выплескивающейся лавы — музыка для ушей вулканолога. Реверберирующие извергающиеся отрыжки могут помочь раскрыть то, что происходит глубоко внутри чрева вулкана. Прислушиваясь к вулкану Килауэа на Гавайях, исследователи смогли отслеживать температуру магмы и миграцию вулканических газов при выходе их на поверхность. Открытия выявили нечто неожиданное в знаменитом извержении вулкана в 2018 году.
«Это новый взгляд на динамику действительно популярного вулкана», — говорит геолог Лейф Карлстром из Орегонского университета.
«Люди могли стоять у края лавового озера и смотреть на выходящие потоки лавы. Но под поверхностью происходило еще много чего».
В течение 10 лет, с 2008 по 2018 год, на вулкане Килауэа на почти непрерывной основе происходили нежные извержения лавы.
Затем, внезапно, две дюжины жерл над восточной рифтовой зоной взорвались, выпустив в воздух фонтаны расплавленной породы.
За извержением последовало несколько лет тишины, до сентября 2021 года, когда снова началось просачивание лавы.
Килауэа часто называют самым активным вулканом в мире, и большая часть этой суетливости исходит из кратера Халемаумау. Этот кратер находится на вершине вулкана и заполнен озером лавы.
Считается, что лавовое озеро постоянно пополняется из подземной магматической камеры. Но как работает эта более глубокая динамика, до сих пор в значительной степени неизвестно.
Располагая сейсмические датчики вокруг кратера, исследователи надеются проникнуть в кипящую бездну.
Техника, которую они используют, похожа на прослушивание звука, который издает наполовину наполненная бутылка, когда вы стучите по ней. Как и в случае с бутылкой, вибрации, звенящие в вулкане, зависят от его содержимого.
«Как только что-то физически будоражит магматическую камеру или лавовое озеро, оно расплескивается, и мы можем измерить это с помощью сейсмометров», — объясняет геофизик Джош Крозье, также из Орегонского университета.
«За это извержение на протяжении целого десятилетия мы обнаружили десятки тысяч таких событий. Мы объединили эти данные с физической моделью процессов, которые создают эти сигналы».
Исследователи пока не совсем уверены, что означают эти звуки, но они надеются выучить «мелодию» Килауэа, чтобы лучше предсказывать, когда вулкан снова начнет извергаться.
Не проводя никаких прямых измерений самого лавового озера, команда была способна отслеживать булькающий газ и изменение температуры в течение восьми активных лет.
Как ни странно, непосредственно перед извержением 2018 года авторы не заметили никаких признаков притока магмы в лавовое озеро.
Температура и химический состав лавового озера в 2018 году в основном были стабильны. До извержения ничего кардинально не изменилось.
Это означает, что приток магмы, вероятно, не был причиной извержения, как когда-то думали ученые.
Вместо того, чтобы подземная магматическая камера питала лавовое озеро до тех пор, пока не было достигнуто достаточно высокое давление, кажется, что взрыв на самом деле произошел из-за противоположного процесса.
Лава, похоже, вытекла из основной системы и распространилась на восток через 10-километровый подземный туннель. Именно это, вероятно, спровоцировало крупное извержение на восточной рифтовой зоне, которое в конечном итоге разрушило 700 домов и привело к перемещению более 2000 человек.
Упрощенная модель магматической системы Килауэа, питающей извержение нижней восточной рифтовой зоны в 2018 году. Фото: Gansecki et al., Science, 2018. Photos by US Geological Survey.
Килауэа может быть одним из наиболее хорошо изученных вулканов в мире, но его подземное устройство до сих пор остается загадкой.
Исследователи еще не до конца понимают истинную природу лавового озера вулкана, его рифтовой зоны или его подземных источников магмы.
Глубокие реверберирующие звуки лавы могли бы когда-нибудь однажды помочь нам услышать то, что мы не в состоянии увидеть.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Источник: ScienceAlert.
