Смертоносные пирокластические потоки: новое понимание для прогнозирования

Открытие движущей силы самых смертоносных вулканических явлений может помочь улучшить прогнозирование их разрушительных последствий. Исследователи выявили механизм, который позволяет плотным, раскаленным до 600°C лавинам из смеси горных пород, пепла и газов — пирокластическим потокам — перемещаться со скоростью до 160 км/ч на расстояния до 19 км.

Это открытие крайне важно для безопасности, так как более точное предсказание пути таких потоков может помочь предотвратить жертвы. Более 600 миллионов человек в мире живут в регионах, подверженных этой угрозе. Классическим примером является извержение Везувия в 79 году нашей эры.

Международная группа во главе с исследователем из Эдинбургского университета раскрыла механизм, лежащий в основе наиболее распространенного и разрушительного типа пирокластических потоков — блоково-пепловых. Их работа опубликована в журнале Nature Communications. Ученые идентифицировали процесс фрагментационно-индуцированной флюидизации, который резко снижает трение в плотной вулканической смеси. Быстрое уплотнение материала и рост давления между мелкими частицами после разрушения крупных обломков в порошок заставляют нижний слой потока вести себя подобно жидкости.

Именно эта повышенная текучесть в сочетании с огромными объемами материала (часто миллионы тонн) позволяет потокам с огромной скоростью преодолевать большие расстояния, сметая все на своем пути. К такому выводу исследователи пришли после комплексного анализа отложений извержений вулкана Мерапи (Индонезия) 2006 и 2010 годов, лабораторных экспериментов и компьютерного моделирования.

«Открытие процесса фрагментационно-индуцированной флюидизации имеет огромное значение, поскольку позволяет нам разрабатывать более надежные численные модели для точной оценки опасности пирокластических потоков», — говорит доктор Эрик Бреард из Школы геонаук Эдинбургского университета.