Аномалия гелия предшествовала извержению вулкана Онтакэ

Исследователи из Токийского университета обнаружили рост концентрации изотопа гелия в течение десятилетнего периода, предшествовавшего извержению вулкана Онтакэ в центральной Японии в 2014 году. Это открытие указывает на связь данной геохимической аномалии с активизацией магматической системы вулкана, что может стать ценным маркером для долгосрочного прогнозирования рисков извержений.

Небольшие количества изотопа гелий-3 присутствуют в мантии, в то время как гелий-4 образуется в коре и мантии в результате радиоактивного распада. Более высокое соотношение гелия-3 к гелию-4 в образце газа указывает на его мантийное, а не коровое происхождение. Ранее было показано, что вариации изотопных соотношений гелия в фумаролах и горячих источниках хорошо коррелируют с вулканической активностью.

Однако ранее зарегистрированные аномалии гелия были связаны с магматическими извержениями, а не с гидровулканическими (фреатическими), которые происходят, когда источник тепла, например магма, превращает воду в пар. Предсказать такие локальные фреатические извержения крайне сложно. Извержение вулкана Онтакэ 27 сентября 2014 года, повлекшее 58 смертей и 5 пропавших без вести, считается фреатическим.

Международная исследовательская группа под руководством профессора Юдзи Сано обнаружила, что перед извержением 2014 года соотношение изотопов гелия в ближайшем к жерлу горячем источнике значительно выросло с июня 2003 по ноябрь 2014 года, тогда как в удалённых источниках изменений не было. При этом с ноября 1981 по июнь 2000 года эти показатели оставались стабильными.

Эти данные свидетельствуют, что аномалии гелия связаны и с фреатическими извержениями. Учёные полагают, что усиленный приток магматических газов в течение десяти лет привёл к медленному повышению давления в вулканическом канале и в итоге — к извержению.

«Мы знали, что изотопные отношения гелия в ближайшем источнике значительно выросли с июня 2003 по июль 2009 года, но тогда не понимали причину», — вспоминает Сано. Он добавляет: «Наши результаты показывают, что эта аномалия была связана с извержением 2014 года и могла быть его предвестником. Хотя это исследование не даёт метода краткосрочного прогноза, оно предлагает подход, полезный для долгосрочного управления рисками».