Неизведанные глубины Килауэа: взрывы 2018 года изменили представления о вулканах

Не существует двух одинаковых вулканических извержений, но ученые считают, что серия взрывных извержений вулкана Килауэа представляет совершенно новую категорию. Исследователи из Университета Орегона, Геологической службы США и Сычуаньского университета в Китае опубликовали свои выводы в журнале Nature Geoscience.

Анализируя динамику 12 последовательных взрывов, произошедших в 2018 году, исследователи описали новый механизм вулканических извержений. Эти взрывы были вызваны внезапным повышением давления при обрушении земли, что привело к выбросу шлейфов обломков породы и горячего газа, напоминая действие игрушечной топающей ракеты.

Конкретная серия взрывов на вершине Килауэа сопровождалась излиянием лавы на нижних склонах вулкана, что привело к разрушению тысяч домов и эвакуации жителей острова Гавайи на несколько месяцев.

Ретроспективный анализ прошлых извержений помогает вулканологам делать более точные прогнозы и предупреждать население о возможных угрозах.

По словам Джоша Крозье, взрывные извержения вулканов обычно вызваны либо подъемом магмы, либо испаряющимися грунтовыми водами, либо их сочетанием. Однако эти извержения не соответствовали известным шаблонам.

"Эти извержения интересны тем, что они не связаны ни с магмой, ни с грунтовыми водами", — отметил Крозье. "В извергнутом материале было мало свежей магмы и не обнаружено значительных количеств грунтовых вод".

Гавайская вулканическая обсерватория, подразделение Геологической службы США, тщательно наблюдает за Килауэа, используя наземные датчики и инструменты для анализа вулканических газов.

"Необычно, что извержения происходили последовательно и были похожи друг на друга", — сказал Лейф Карлстром, вулканолог из Университета Орегона. "Обычно извержения не происходят с такой регулярностью".

Это позволило ученым собрать больше данных и глубже изучить динамику извержений.

Объединив данные в модели атмосферы и подземных процессов, ученые реконструировали события на Килауэа в 2018 году. Перед каждым взрывом магма медленно вытекала из подземного резервуара, питая потоки лавы на восточном склоне вулкана.

Когда резервуар опустошался, земля над ним внезапно обрушивалась, резко увеличивая давление и выталкивая газ и обломки через кратер.

Исследователи сравнили это с игрушечной топающей ракетой: падение куска камня оказывает давление на карман газа, выбрасывая материал вверх.

"Обрушение кальдеры довольно распространено", — отметил Крозье. "Хотя это первый раз, когда описан такой механизм, это, вероятно, не единственный случай".

Исследование связывает геофизические наблюдения с характеристиками вулканического шлейфа в атмосфере.

"Эта связь редка", — сказал Джо Дюфек, вулканолог из Университета Орегона. "Она указывает на новые способы наблюдения за извержениями и оценки их опасности".

Дюфек отметил, что серия небольших извержений позволила лучше понять основной механизм, не затмеваемый другими процессами.

Килауэа, оснащенный научными инструментами, предоставляет уникальную возможность изучать сложные пути подъема магмы, что даёт более детальную картину внутренней структуры вулканов.