Британские ученые разработали модель того, как поступает и накапливается магма на глубине 20 километров. Оказалось, что причиной всех извержений является «плавучесть» магмы — как только масса становится достаточно подвижной, она создает трещины в твердой породе и проходит через них на поверхность. Чем дольше магма хранится в неглубоких трещинах, тем меньше по масштабам будет ее извержение. Результаты позволят уточнить прогнозы по будущим извержениям вулканов. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Извержения вулканов оказывают разрушительное воздействие и на людей, живущих поблизости, и на окружающую среду. Сегодня эти извержения прогнозируются на основе активности самих вулканов и нескольких километров верхней коры под вулканом — она содержит расплавленную породу, потенциально готовую к извержению.
Британские ученые решили улучшить прогнозы извержений. Для этого они проанализировали данные о 60 наиболее мощных извержениях вулканов в девяти странах, включая Россию, Японию, США, Аргентину, Чили и другие. Вместо того чтобы изучать неглубокие накопления магмы, исследователи сосредоточились на глубине 10–20 километров, где экстремальная жара расплавляет твердые породы в магму. Команда объединила реальные данные с компьютерными моделями. Благодаря этому исследователи смогли изучить состав, структуру и историю горных пород, залегающих глубоко под земной корой, а также информацию, полученную от действующих вулканов.
Затем ученые разработали новую модель того, как поступает и накапливается магма на глубине 20 километров. Оказалось, что причиной извержений является «плавучесть» магмы. Она определяется температурой и химическим составом расплавленной массы — по мере накопления магмы ее структура меняется, становится менее плотной и более «плавучей». Как только магма становится достаточно подвижной, она создает трещины в вышележащей твердой породе, проходит через них наверх и вызывает извержение.
Также исследователи изучили движение магмы непосредственно перед извержением и выяснили, что чем дольше расплавленная масса хранится в неглубоких «камерах», тем меньше по масштабам будет ее извержение. А большие резервуары рассеивают тепло внутри себя, поэтому твердые породы медленнее превращаются в магму. Ученые предположили, что размер резервуаров для магмы — еще один фактор для прогнозирования точных масштабов извержений.
В будущем ученые планируют усовершенствовать компьютерные модели и учесть трехмерный поток магмы. Более точное прогнозирование экстремальных геологических явлений позволит людям лучше подготовиться к стихийным бедствиям.
«Наше исследование имело некоторые ограничения: модель была сосредоточена на том, как магма течет вверх, а исходные резервуары содержали только расплавленную породу и кристаллы. Однако есть свидетельства того, что в глубоких источниках присутствуют другие жидкости, такие как вода и углекислый газ, и что магма может закручиваться и течь в разные стороны», — рассказал Мэтт Джексон, соавтор исследования из Имперского колледжа Лондона, Великобритания.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
