Последний шанс на спасение: тихие убийцы Земли уже проснулись

Вулканы, готовящиеся к извержению, обычно выдают себя характерными признаками, такими как деформация поверхности земли или подземные толчки, вызванные движением магмы и газов.

Однако существуют так называемые "тихие" вулканы, которые не подают явных сигналов тревоги, представляя серьёзную угрозу для людей, живущих поблизости. Исследователи, изучающие вулкан Вениаминоф на Аляске, разработали новую модель, которая помогает понять и предсказать такие скрытые извержения, способные застать врасплох даже опытных наблюдателей.

Один из авторов исследования отметил, что, несмотря на значительный прогресс в области мониторинга, некоторые вулканы начинают извергаться практически без предупреждения, что значительно увеличивает опасность для близлежащих территорий.

Он добавил, что такие вулканы нередко расположены вблизи оживлённых авиамаршрутов или населённых пунктов, приводя в пример Попокатепетль и Колиму в Мексике, Мерапи в Индонезии, Галерас в Колумбии и Стромболи в Италии. По его словам, их работа направлена на выявление внутренних факторов, таких как низкое содержание магмы и высокая температура окружающих пород, которые делают извержения незаметными.

Вениаминоф, покрытый льдом вулкан на Алеутской дуге, считается одним из самых активных на Аляске. За последние десятилетия он неоднократно извергался с силой, способной выбрасывать пепел на высоту до 15 километров, нарушая авиасообщение и угрожая местным жителям.

Однако, как отметил исследователь, лишь два из 13 извержений с 1993 года сопровождались достаточно явными признаками, чтобы учёные могли вовремя поднять тревогу. Например, извержение 2021 года было замечено лишь спустя три дня после начала. Он подчеркнул, что Вениаминоф — яркий пример вулкана, который может казаться спокойным, но в любой момент быть готовым к извержению.

Чтобы разобраться в поведении этого вулкана, исследователи проанализировали данные, собранные за три летних сезона перед скрытым извержением 2018 года, которое сопровождалось лишь слабыми и неоднозначными сигналами. Они создали модель, учитывающую различные сценарии: объём магматической камеры, скорость поступления магмы, её глубину, а также форму резервуара. Затем эти модели сравнили с реальными наблюдениями, чтобы понять, при каких условиях извержения остаются незамеченными.

Анализ показал, что интенсивный приток магмы в большую камеру усиливает деформацию земной коры и повышает вероятность извержения, которое, как правило, сопровождается заметными признаками. Если же магма быстро заполняет небольшую камеру, извержение также происходит, но его предвестники обычно очевидны. Однако скрытые извержения случаются, когда небольшой поток магмы поступает в относительно компактную камеру. Сравнение с данными наблюдений подтвердило, что у Вениаминофа именно такая ситуация: небольшой резервуар и медленный приток магмы.

Модель также показала, что разные условия могут вызывать разные предупреждающие сигналы. Например, магма, поступающая в крупные и плоские камеры, вызывает лишь слабые подземные толчки, а в мелких и вытянутых резервуарах деформация поверхности может быть минимальной. Незаметные извержения происходят только при сочетании всех факторов: подходящего потока магмы, размера, формы и глубины камеры.

Интересно, что добавление в модель фактора температуры изменило картину. Если магма присутствует в камере длительное время, а окружающие породы нагреты, то размер и форма резервуара становятся менее значимыми. Тёплая порода с меньшей вероятностью разрушается, что снижает вероятность заметных толчков или деформаций, делая извержение ещё более скрытым.

Для предотвращения последствий таких неожиданных извержений необходимо использовать более точные инструменты, отметил один из исследователей. Он предложил интегрировать высокоточные приборы, такие как скважинные наклономеры, тензометры и оптоволоконные датчики, а также внедрить новые методы, включая мониторинг инфразвука и газовых выбросов.

Кроме того, он указал на эффективность применения машинного обучения, которое помогает выявлять даже незначительные изменения в поведении вулкана, особенно в сигналах землетрясений.

Для Вениаминофа, например, можно было бы расширить спутниковый мониторинг и установить дополнительные приборы, чтобы ускорить обнаружение извержений. Теперь стало ясно, какие вулканы требуют особого внимания: те, у которых небольшие тёплые резервуары и медленный приток магмы.

Исследователь выразил надежду, что сочетание новых моделей с данными наблюдений в реальном времени откроет перспективы для более точного прогнозирования извержений. Он добавил, что в будущем такие подходы позволят лучше отслеживать поведение "тихих" вулканов, что поможет разработать более эффективные меры защиты для людей, живущих вблизи таких природных гигантов.

Уточнения

Аля́ска — крупнейший по территории штат США; расположен на северо-западе Северной Америки.