Килауэа демонстрирует новый тип извержения вулкана «топающая ракета»
В мае 2018 года вулкан Килауэа на Гавайях извергался несколько раз подряд, выбрасывая в небо пепел на высоту более 9 000 метров. Несмотря на то, что разрушения городов внизу, поглощенных лавой, выглядели трагически знакомо, извержения имели настолько необычные черты, что вулканологи изучали их в течение шести лет, в итоге выявив новую причину, объясняющую их.
Когда извержение кратера Халемаумау произошло впервые, его сравнили с извержением того же вулкана в 1924 году. Изучать его было одно удовольствие: от образования пирокумулятивных облаков до голубого огня, вызванного выходящим газом метаном. Мы даже получили несколько новых островов.
Взрывные извержения вулканов обычно объясняются либо фрагментацией магмы при декомпрессии, либо испарениями подземных вод. Вулканологи распределяют извержения по фреатическо-магматическому спектру в зависимости от того, какой вклад внесло каждое из них.
Однако доктор Джош Крозье, изучавший извержение Килауэа в рамках своей докторской диссертации в Орегонском университете, сказал в своем заявлении: «Эти извержения весьма интересны тем, что в них, похоже, не участвуют ни те, ни другие. В извергаемом материале очень мало того, что похоже на свежую магму, которая была извергнута, но нет и доказательств того, что в извержении участвовали подземные воды«.
На другом вулкане загадка могла бы остаться, но Килауэа покрыт датчиками. Кроме того, у нас было много возможностей наблюдать за повторением событий, поскольку, хотя они и отличались от других извержений, 12 взрывов за 10 дней были похожи друг на друга. «Эта удивительно повторяющаяся последовательность относится к числу лучших зарегистрированных взрывных извержений в мире», — пишут Крозье и соавторы.
Потоки лавы, причинившие столь значительный ущерб, образовались из магмы, вытекающей из подземного резервуара, расположенного в 40 километрах. Крозье и его коллеги пришли к выводу, что падающая магма вызвала серию землетрясений наверху, обрушив материал земной коры и увеличив давление в резервуаре. Средняя магнитуда землетрясений составила 4,7, так что это были не маленькие события.
Помимо истощенной магмы, в резервуаре содержались магматический газ и обломки, которые в результате повышения давления вырвались через жерло в кратер наверху. Исследователи назвали это эффектом «топтания ракеты», по аналогии с игрушкой, которую запускают, сильно наступив на воздушную подушку.
««Топот» — это целый километровый кусок породы, который падает вниз, давит на карман, а затем выталкивает материал прямо вверх«, — говорит Крозье. Труба в данном случае представляет собой 600-метровый канал, ведущий к поверхности, а ракета ежесекундно выбрасывает около 3 000 кубических метров частиц, что примерно равно объему олимпийского бассейна.
Доказать, что в этом виноват эффект «топтания» ракеты, пока невозможно, но Крозье с соавторами провели моделирование, которое, по их мнению, показывает, что объяснение правдоподобно.
Совет для тех, кто собирается строить дом на вулкане: кальдеры часто разрушаются. Обстоятельства не всегда будут подходящими для обрушения, но, вероятно, это происходило много раз, и вулканологи не имели информации, чтобы это обнаружить. Основываясь на ограниченных данных об извержении того же вулкана в 1924 году, авторы считают, что причиной мог быть тот же механизм, хотя извержения последовали за обвальными землетрясениями в других местах.
Сочетание обширного мониторинга и повторного события позволило вулканологам связать свойства шлейфа, образующегося при извержении, с геофизическими наблюдениями.
«Такая связь — большая редкость«, — говорит профессор Джо Дюфек. «Она указывает нам на новые способы наблюдения за извержениями и на то, что мы сможем объединить измерения датчиков с компьютерным моделированием, чтобы лучше оценить опасность извержений».
Исследование опубликовано в журнале .