Температура и содержание воды в магматических резервуарах связаны со стилем извержения

Новое исследование, опубликованное в журнале Geology, использует включения расплавов, захваченные внутри кристаллов, для понимания условий, существующих под вулканами перед взрывными извержениями. Вулканологи из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце, Университета Лейбница в Ганновере (Германия) и Уппсальского университета (Швеция) обнаружили, что температура и содержание воды в магмах меняются на протяжении жизненного цикла вулкана, и эти изменения происходят циклически в связи с поступлением свежей магмы из глубин. Исследование предполагает, что точка в этих циклах, в которой происходит извержение, может определять, будет ли оно взрывным (с образованием большого количества пепла и воздействием на обширный регион) или эффузивным (с образованием лавовых потоков или куполов), что снижает опасность для населения.

Исследование проводилось на вулкане Келуд в Индонезии, который считается одним из самых опасных в мире: в радиусе 30 км от него проживает более двух миллионов человек, а жертвами его извержений только в прошлом веке стали более 5000 человек. Келуд взрывным образом извергался совсем недавно, в 2014 году, рассеяв пепел более чем на 200 км, что привело к эвакуации 200 000 человек, закрытию трех международных аэропортов и гибели нескольких человек. Однако Келуд, как и многие вулканы, непредсказуем в том смысле, что часто меняет стиль извержений. В 2014 году извержение было взрывным, а в 2007 году оно произвело мало пепла и вместо этого создало небольшой лавовый поток в кратере.

Исследователи обнаружили, что перед взрывным извержением 2014 года магма Келуда находилась в холодном и богатом водой состоянии, тогда как в 2007 году, перед менее взрывным извержением с образованием лавового купола, магма была горячее и суше. «Даже относительно небольшие изменения температуры и содержания воды в магме могут кардинально изменить химические и физические свойства не извергнутой магмы, — пояснил ведущий автор доктор Майк Кэссиди из Института геонаук Майнцского университета. — Например, при понижении температуры магма становится более вязкой, что затрудняет выход газа, ведущий к нарастанию давления и взрывному извержению».

Более горячие и сухие условия магмы связаны с поступлением бедной водой свежей магмы снизу, которая смешивается и тем самым разбавляет содержание воды в резервуаре. Это исследование помогает объяснить, почему вулканы извергаются по-разному, и в будущем может помочь прогнозировать взрывной характер надвигающегося извержения.