Как двигаются реки горячего пепла и газа при извержении супервулкана

Новое исследование проливает свет на поведение мощных пирокластических потоков — рек раскаленного пепла и газа — во время извержений супервулканов. Работа сосредоточена на кальдере Силвер-Крик, расположенной на стыке Калифорнии, Невады и Аризоны. Когда этот супервулкан извергался 18.8 миллиона лет назад, он затопил части всех трех штатов пирокластическими потоками, которые преодолели огромные расстояния — более 100 миль.

Исследование, объединившее современные лабораторные эксперименты и полевые данные 1980-х годов, показывает, что эти потоки, вероятно, имели форму медленных, плотных течений, а не высокоскоростных струй, как предполагали некоторые эксперты. Их скорость оценивается в скромные 10–45 миль в час (5–20 метров в секунду). Это противоречит интуитивному представлению, что для преодоления экстремальных дистанций потокам требуется очень высокая начальная скорость.

Выводы исследования важны для прогнозирования опасности и планирования мер по снижению рисков. Понимание характера и скорости таких потоков влияет на оценку времени для эвакуации населения при извержениях супервулканов, которые встречаются и в густонаселенных регионах, включая запад США. Работа поддерживает модель, согласно которой пирокластические потоки являются плотными и жидкообразными, с газом под давлением между частицами пепла, что требует длительных выбросов из вулкана.

«Мы хотим понять эти пирокластические потоки, чтобы лучше прогнозировать их поведение при извержении вулкана», — говорит соавтор исследования Грег А. Валентайн, профессор геологии Университета Буффало. Ключевые доказательства были получены из анализа размеров и распределения пород, перемещенных древним извержением: многие камни были слишком велики, чтобы их мог поднять менее плотный, «песчано-бурный» тип потока. Исследование будет опубликовано в журнале Nature Communications.