Почему некоторые вулканы не взрываются

Взрывной характер извержения вулкана зависит от того, как и когда в магме образуются газовые пузыри. До сих пор считалось, что пузыри формируются в основном при падении давления во время подъёма магмы. Однако лава некоторых вулканов, таких как гора Сент-Хеленс в США или чилийский вулкан Кисапу, иногда изливалась спокойно, несмотря на высокое содержание газа в магме.

Международная группа исследователей, включая учёного из ETH Zurich, показала в статье в журнале Science, что газовые пузыри могут образовываться в поднимающейся магме не только из-за падения давления, но и под действием сдвиговых сил. Если эти пузыри растут глубоко в жерле вулкана, они могут объединяться, образуя каналы для дегазации. Газ высвобождается на ранней стадии, и магма изливается спокойно. Эксперименты показали, что движение в магме из-за сдвиговых сил достаточно для образования пузырей даже без падения давления.

Согласно новым данным, магма с низким содержанием газа может привести к мощному взрыву, если из-за сильного сдвига образуется множество пузырей. И наоборот, в богатой газом магме сдвиговые силы могут вызвать раннее образование и слияние пузырей, снижая давление. Это объясняет, почему некоторые вязкие магмы изливаются спокойно, несмотря на высокое содержание газа.

Для визуализации процессов исследователи разработали специальный эксперимент с вязкой жидкостью, насыщенной CO₂. Они обнаружили, что при превышении порога сдвиговых сил в жидкости внезапно образуются газовые пузыри. Эти наблюдения, объединённые с компьютерным моделированием, показывают, что эффект наиболее вероятен в зонах, где вязкая магма течёт вдоль стенок жерла.

«Чтобы лучше прогнозировать опасность вулканов, нам необходимо обновить наши модели и учитывать сдвиговые силы в жерлах», — говорит соавтор исследования Оливье Бахманн. Работа предоставляет важный новый элемент для понимания процессов внутри активных вулканов и более точной оценки характера их извержений.