Вулканічний попіл допоможе прогнозувати виверження

Дослідники, які отримали фінансування від Національного наукового фонду США, зробили важливе відкриття у сфері вулканології. Вони встановили, що незначні зміни у складі магми можуть спричиняти тремор під час вулканічних вивержень, що відкриває нові можливості для прогнозування вулканічної активності та оцінки небезпеки.

Прогнозування вулканічних вивержень має критичне значення для захисту життя та майна людей. Точні прогнози дозволяють попередити мешканців прилеглих територій про необхідність евакуації, вжиття заходів безпеки та звернення до служб екстреної допомоги. Нове дослідження не лише розкриває причини вулканічного тремору, який є ключовим параметром моніторингу вивержень, але й демонструє переваги поєднання петрологічних даних, таких як збір попелу, з геофізичними даними для покращення прогнозування вивержень, оцінки небезпеки та прийняття рішень під час вулканічних криз.

Вулкан Кумбре-В'єха на Канарських островах перебував у стані спокою протягом п'ятдесяти років, поки у вересні 2021 року не почалося його виверження. Це змусило тисячі мешканців евакуюватися з небезпечної зони. Протягом наступних вісімдесяти п'яти днів виверження знищило понад три тисячі будівель та сотні акрів сільськогосподарських угідь, завдавши величезної шкоди місцевій інфраструктурі та економіці.

Команда дослідників під керівництвом Квінс-коледжу Міського університету Нью-Йорка, у співпраці з Аспірантським центром CUNY та Американським музеєм природної історії, працювала разом з місцевими науковцями. Вони встановили систему поблизу вулкана, яка збирала зразки попелу, що випадав, майже щодня. Така методика дозволила зафіксувати дев'яносто чотири відсотки часової лінії виверження, що є безпрецедентним рівнем деталізації у вулканологічних дослідженнях.

Аналіз зібраних зразків розкрив критично важливі відомості про внутрішні властивості магми та динаміку виверження протягом усього тримісячного періоду активності вулкана. Дослідники виявили, що у перший тиждень виверження магма мала вищі концентрації кремнезему — хімічної сполуки, яка робить магму більш в'язкою та зазвичай більш вибухонебезпечною.

Вміст кремнезему поступово зменшувався протягом двох місяців, але знову збільшився як попереджувальний сигнал про наближення кінця виверження. Команда виявила кореляцію між вмістом кремнезему та силою вулканічного тремору — сейсмічного «тремтіння», пов'язаного з рухом рідини та газу під поверхнею землі.

Вчені припускають, що більш в'язка, багата на кремнезем магма може спричиняти сильніші вулканічні тремори. Це відкриття має важливе значення для розуміння механізмів, що керують вулканічною активністю, та може стати основою для розробки нових методів прогнозування.

Дослідження демонструє важливість систематичного збору даних під час вулканічних вивержень. Щоденний збір зразків попелу дозволив науковцям отримати детальну картину змін у складі магми протягом усього періоду активності. Такий підхід раніше не застосовувався з такою регулярністю та точністю.

Результати роботи показують, що поєднання різних типів наукових даних може значно покращити наше розуміння вулканічних процесів. Петрологічні дані, отримані з аналізу попелу, в поєднанні з геофізичними вимірюваннями створюють більш повну картину того, що відбувається всередині вулкана.

Це дослідження має практичне значення для вулканологів та служб моніторингу вулканів по всьому світу. Нові знання про зв'язок між складом магми та сейсмічною активністю можуть бути використані для покращення систем раннього попередження про вулканічні виверження.

Вулканічний тремор довгий час був одним з ключових параметрів для моніторингу вулканічної активності, але його причини не завжди були зрозумілими. Нове дослідження проливає світло на механізми, що лежать в основі цього явища, пов'язуючи його з фізико-хімічними властивостями магми.

Відкриття також підкреслює важливість міжнародної співпраці у вулканологічних дослідженнях. Робота американських та місцевих іспанських науковців дозволила провести комплексне дослідження, яке було б неможливим без координації зусиль різних наукових установ.

Результати дослідження мають потенціал для застосування не лише на Канарських островах, але й для моніторингу інших вулканів по всьому світу. Розуміння зв'язку між складом магми та вулканічним тремором може стати універсальним інструментом для прогнозування вулканічної активності.