Вулканические лавины из породы и газа могут быть более разрушительными, чем считалось ранее

По данным лабораторных и полевых измерений, в результате турбулентности в этих лавинах, известных как пирокластические потоки, образуются импульсы высокого давления. Это давление может быть гораздо сильнее и разрушительнее, чем обычно предполагают оценки опасности, сообщают исследователи 15 декабря в журнале Nature Communications.

Кроме того, в результате турбулентных извержений может возникнуть еще больше опасностей.

«Это не маленькая разница, — говорит Герт Лубе, вулканолог из Университета Мэсси в Палмерстон-Норт, Новая Зеландия. По его словам, обычные оценки опасности могут предполагать, что определенный поток выбьет только окна, «тогда как на самом деле давление настолько сильное, что разрушает стены здания».

Пирокластические потоки являются самой смертоносной вулканической опасностью, отчасти из-за давления, которое они создают. Из-за их бурного характера исследователям часто приходится оценивать среднее давление в потоках, разрушающих препятствия, с помощью компьютерного моделирования, основанного на измерениях геологических отложений, оставшихся после прошлых потоков.

Чтобы непосредственно изучить внутреннюю работу этих сил природы, Лубе и его коллеги воспроизвели уменьшенные версии потоков в экспериментах, измеряя такие разрушительные факторы, как скорость частиц, плотность и температуру потока. Это позволило команде рассчитать давление внутри потоков. Исследователи также проанализировали первые измерения давления в природных потоках, полученные в 2019 году, когда пирокластические потоки вырвались из вулкана Уакаари и поглотили набор инфразвуковых датчиков.

К удивлению исследователей, давление в потоках ритмично колебалось, поскольку вулканические частицы сгруппировались в каскадные волны и вихревые потоки. По словам Лубе, эти импульсы давления последовательно разрушали препятствия, как удары отбойного молотка. Иногда эти импульсы разбивали препятствия более чем в три раза сильнее, чем средние оценки давления, обычно предполагаемые при обычном моделировании опасных явлений.

Многие оценки опасности, вероятно, сильно недооценивают разрушительную силу пирокластических потоков, говорит Лубе. «Это большой тревожный сигнал».