Представлена новая теория, объясняющая природу вулканических фонтанов
Многоинституциональная группа ученых геофизиков, метеорологов, геологов и вулканологов разработала новую теорию, объясняющую природу вулканических фонтанов. В своем проекте, о котором сообщается в журнале Nature Communications, группа изучила извержение вулкана Фаградальсфьялль в Исландии в 2021 году, которое привело к тому, что некоторые называют впечатляющими примерами вулканического фонтанирования. Новая теория предполагает, что такие вулканы, как Фаградальсфьялль, имеют неглубокую полость под кальдерой, заполненную магмой. Когда магма поднимается в полость, газы приводят к образованию слоя пены наверху магмы внутри полости. Исследователи предполагают, что разрушение слоя пены приводит к давлению, которое выталкивает магму в воздух, создавая эффект фонтана — как газировка из встряхнутой банки. Циклический характер такого фонтанирования обусловлен тем, что газы неоднократно создают слой пены внутри полости.
Эскиз цикла фонтанирования лавы в Фаградальсфьялле.
Фото: Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-42569-9
Вулканическое фонтанирование — это извержение вулкана, как это показано в мультфильмах, когда раскаленная лава поднимается прямо в небо, а затем падает обратно на Землю и стекает по склонам кальдеры. Как и почему они формируются и что движет их энергией, до сих пор неизвестно, хотя некоторые специалисты в этой области предполагают, что это связано с быстрым подъемом магмы. В этой новой работе исследовательская группа воспользовалась уникальными характеристиками извержения Фаградальсфьялль, чтобы узнать больше о фонтанировании.
Извержение Фаградальсфьялла в 2021 году не произошло сразу и представляло собой большой взрыв. Вместо этого это произошло в виде серии фонтанов разной высоты. Фонтаны также были достаточно хорошо локализованы, что позволило исследователям приблизиться к месту действия, чтобы узнать больше о том, что способствовало образованию фонтанов.
Для изучения извержений исследовательская группа использовала устройство, которое позволило им провести инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (OP-FTIR) на открытом пути газов, испускаемых вулканом в течение четырех циклов извержения и пауз. Затем, изучая химический состав газов, они обнаружили атрибуты, которые позволяют объяснить извержение вулкана, а не просто взрыв его вершины. И это привело их к теории.
Новая теория предполагает, что такие вулканы, как Фаградальсфьялль, имеют неглубокую полость под кальдерой, заполненную магмой. Когда магма поднимается в полость, газы приводят к образованию слоя пены наверху магмы внутри полости. Исследователи предполагают, что разрушение слоя пены приводит к давлению, которое выталкивает магму в воздух, создавая эффект фонтана — как газировка из встряхнутой банки. Циклический характер такого фонтанирования обусловлен тем, что газы неоднократно создают слой пены внутри полости.
Требуется дальнейшее изучение вулканического фонтанирования, но исследовательская группа предполагает, что их теория может помочь объяснить фонтанирование в различных вулканах по всему миру.
