Український телекомунікаційний портал

Те, як поводиться вулкан під час виверження, залежить не лише від складу магми чи кількості газів у ній. Нове дослідження міжнародної групи науковців показало, що вирішальну роль може відігравати ще один фактор — температурна історія магми задовго до того, як вона досягає поверхні Землі.Дослідники під керівництвом учених з Університету Манчестера виявили, що надзвичайно гаряча магма здатна залишатися без кристалів набагато довше, ніж вважалося раніше. Саме це може визначати, чи перетвориться виверження на потужний викид лави та попелу, чи обмежиться відносно спокійним витіканням розплавленої породи.В основу роботи лягло вивчення магми, що живила виверження вулкана Тахогаїте на острові Ла-Пальма в Іспанії у 2021 році. Результати дослідження опубліковані в журналі Nаturе Соmmunісаtіоns.

Що таке «перегріта» магма

У центрі відкриття знаходиться явище, яке вулканологи називають супернагріванням або перегріванням магми. Йдеться про стан, коли температура розплавленої породи настільки висока, що кристали не можуть стабільно існувати та формуватися.Кристали відіграють надзвичайно важливу роль у поведінці магми. Чим більше їх утворюється, тим густішою та в’язкішою стає маса. Це впливає на швидкість її руху під землею та на характер майбутнього виверження.Довгий час учені знали про значення кристалів, але не розуміли, як саме надлишкове тепло змінює процес їхнього утворення. Тепер стало зрозуміло, що перегріта магма буквально стирає умови для зародження нових кристалів.

Вулкан у лабораторії

Щоб перевірити свою гіпотезу, дослідники відтворили вулканічні умови в лабораторії. Для цього вони використали зразки магми з Ла-Пальми та спеціальне обладнання, здатне імітувати високі температури й тиск, характерні для надр Землі.За допомогою синхротронної рентгенівської мікротомографії вчені змогли в режимі реального часу спостерігати, як усередині магми утворюються кристали.Результати виявилися вражаючими. Магма без перегрівання починала кристалізуватися вже приблизно через 20 хвилин після створення відповідних умов. Натомість сильно перегріта магма залишалася без кристалів понад вісім годин.

Чому це змінює характер виверження

Отримані дані були використані в комп’ютерних моделях, які імітують підйом магми крізь земну кору.Моделювання показало, що затримка кристалізації дозволяє магмі довше залишатися рідкою та рухатися до поверхні значно швидше. У таких умовах гази не встигають поступово виходити назовні, тому накопичують величезний тиск. Результатом можуть стати потужні лавові фонтани та вибухові виверження.Якщо ж кристали починають формуватися раніше, магма густішає та сповільнюється. Газ отримує більше часу для виходу, що знижує ризик вибухового сценарію та сприяє більш спокійним, ефузивним виверженням.

Новий інструмент для прогнозування небезпеки

На сьогодні більшість моделей прогнозування вулканічної активності враховують склад магми, тиск і концентрацію газів. Проте нове дослідження свідчить, що температурна історія магми може бути не менш важливим параметром.На думку авторів роботи, врахування процесів перегрівання та швидкості кристалізації допоможе точніше оцінювати ризики під час пробудження вулканів і краще прогнозувати характер майбутніх вивержень.Інакше кажучи, ключ до розуміння того, наскільки небезпечним буде наступне виверження, може ховатися не лише в тому, що відбувається всередині вулкана сьогодні, а й у тому, наскільки сильно магма нагрівалася глибоко під землею ще задовго до початку катастрофічних подій.