Предсказать, когда вулкан взорвется, - очень сложная задача. Каждый вулкан имеет свой собственный уникальный и сложный лабиринт туннелей, которые являются путями для продвижения магмы к поверхности. Даже когда ученые обнаруживают высокую активность, трудно понять, когда произойдет извержение.
Новая надежда
Но теперь есть способ оценить этот процесс, используя кристаллы, которые растут внутри вулканов и действуют как запись его извержения. Последние исследования на этих твердых телах, собранные на горе Этна в Италии, показали, что если новая магма поступает в камеры 10 км ниже поверхности жерла, извержение можно ожидать в течение следующих двух недель. Неудивительно, что римский поэт Лукреций сказал, что Этна “бушует пламенем из самой низкой ямы Ада”.
Геологи привыкли считать, что магма под вулканами собирается в больших пустотах, но современные исследования показывают, что внутри имеется сложная система лабиринтов, по которым жидкий раскаленный расплав поднимается на поверхность. Но ученые уверены в одном: когда новый поток магмы продвигается из недр земли к жерлу, он начинает активизировать вулканическую систему, что может спровоцировать извержение.
Опасность близка
По мере продвижения к поверхности, раскаленный сплав буквально раздвигает скалу, создавая огромное давление под ней. Это порождает землетрясения и раздувает землю, которая находится вблизи самой вулканической горы. Такие эффекты можно наблюдать либо из космоса со спутников, либо вблизи критической точки. При этом ученые не могут точно сказать, сколько новых потоков магмы должны создать сильнейшее давление, чтобы привести к извержению.
Но кристаллы приходят на помощь в решении этого вопроса. Такие минералы называются ранними кристаллами, потому что они часто начинают расти за тысячу лет до извержения вулкана. Они растут слой за слоем, фиксируя изменения в окружающей их магме точно так же, как дерево год за год обретает все новые кольца изменений в климате.
Новая технология
Благодаря лазерным технологиям у людей появилась надежда, что можно изучать следы химических элементов в кристаллах. Ученые могут создавать 2D изображения композиции этого минерала, чтобы изучить его историю. Только так появится полное понимание, как работают вулканы, когда новая магма выбрасывается из недр земли, и в каких случаях это может привести к извержению. Но теперь главная задача состоит в том, чтобы извлечь все эти значения и открытия из зашифрованных записей.
Картирование Этны
Ученые начали изучать химические карты кристаллов, собранные с Этны. Это помогло определить глубину роста твердых тел, а также то, когда магма начала вторгаться в подземную вулканическую систему. Ученые обнаружили, что это начало происходить в 1970-х годах. Этот период как раз совпал с тем, когда вулкан начал извергаться все чаще, становясь более взрывным и проявляя сейсмическую активность.
Кристаллы, собранные с итальянской горы, показали, сколько времени проходит между приходом каждой партий магмы и как скоро после этого произойдет извержение. Это означает, что теперь геологи могут давать более точные предсказания, когда вулкан станет активным вновь.
Шанс предотвратить катастрофу
Таким образом, проведение лазерных исследований ранних кристаллов со всего мира может помочь вулканологам лучше понять, как перезарядка магмы действует как триггер для извержений и каким образом интерпретировать данные мониторинга от действующих геологических образований. Это может создать более точный процесс для выявления предупреждающих знаков и предсказания скорого выброса нового раскаленного расплава на поверхность земли.
Возможно, в скором времени ученые смогут понять, насколько опасны самые мощные вулканы в мире, такие как Мауна-Лоа (Гавайи), Улавун (Папуа-Новая Гвинея), Сакурадзима (Япония), Везувий (Италия) и Йеллоустоун (США).
