Подводный вулкан подавал сигналы перед извержением в 2011 году

Команда ученых, которая в прошлом году произвела фурор, верно предсказав извержение вулкана Аксиальная гора в 2011 году за несколько лет до события, теперь сообщает, что этот подводный вулкан, расположенный примерно в 250 милях от побережья Орегона, подавал четкие сигналы за несколько часов до неминуемого извержения.

Долгосрочный прогноз извержения был сделан на основе документально зафиксированного процесса «раздувания» подводного вулкана из-за постепенного внедрения магмы в течение ряда лет. Однако новые анализы данных с подводных гидрофонов также показывают резкий всплеск сейсмической энергии примерно за 2,6 часа до начала извержения. По мнению ученых, это может стать основой для краткосрочного прогнозирования извержений подводных вулканов в будущем.

Они также заявляют, что вулкан Аксиальная гора может извергнуться снова — уже в 2018 году — на основе циклической картины измерений деформации дна с помощью придонных регистраторов давления.

Результаты исследования, финансируемого Национальным научным фондом (NSF), Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США (NOAA) и Исследовательским институтом Монтерей-Бэй (MBARI), публикуются на этой неделе в трех отдельных статьях в журнале Nature Geoscience.

Билл Чедвик, геолог из Университета штата Орегон и ведущий автор одной из статей, отметил, что связь между сейсмичностью, деформацией морского дна и внедрением магмы никогда ранее не демонстрировалась на подводном вулкане, а многометодные наблюдения дают новые увлекательные результаты.

«Аксиальная гора уникальна тем, что это одно из немногих мест в мире, где существует долгосрочный мониторинг подводного вулкана, и теперь мы можем понять его закономерности», — сказал Чедвик. — «Мы изучаем это место годами, и поднятие морского дна было постепенным и устойчивым, начиная примерно с 2000 года, через два года после последнего извержения. Но скорость «раздувания» от магмы перешла от постепенной к быстрой примерно за 4-5 месяцев до извержения, увеличившись примерно в три раза, что и стало подсказкой о приближении события».

Боб Дзяк, морской геолог из Университета штата Орегон, ранее разместил на Аксиальной горе гидрофоны, которые отслеживают сейсмическую активность по звуковым волнам. В течение четырех лет, предшествовавших извержению 2011 года, наблюдалось постепенное увеличение количества небольших землетрясений (примерно магнитудой 2,0), но общая «сейсмическая энергия» от них почти не росла. Это начало меняться за несколько часов до извержения 6 апреля 2011 года.

«Гидрофоны зафиксировали сигналы буквально тысяч мелких землетрясений в течение нескольких минут, которые мы связали с подъемом магмы из недр вулкана и ее прорывом через кору», — пояснил Дзяк. — «Используя сейсмический анализ, мы смогли четко увидеть, как магма поднимается внутри вулкана примерно за два часа до извержения».

Исследователи также использовали уникальный роботизированный подводный аппарат для картографирования топографии вулкана Аксиальная гора до и после извержения 2011 года с горизонтальным разрешением в один метр. Эти съемки позволили геологам четко отличить потоки лавы 2011 года от более ранних. Специалисты MBARI применили три вида сонара для картирования дна вокруг вулкана; детальные изображения показывают лавовые потоки толщиной от 8 дюймов (около 20 см) до 450 футов (около 137 метров).

Исследователи также использовали судовые данные гидролокатора для картирования второго, более мощного лавового потока примерно в 30 км к югу от основного, также вероятно образовавшегося в результате извержения 2011 года.

Знание событий, предшествовавших извержению, и масштабов лавовых потоков важно, поскольку в ближайшие годы в рамках программы Ocean Observatories Initiative вокруг вулкана Аксиальная гора будут установлены многочисленные новые инструменты и подводные кабели. Эти инструменты значительно расширят возможности ученых по мониторингу океана и морского дна у северо-западного побережья США.

«Теперь, когда мы знаем некоторые долгосрочные и краткосрочные сигналы, предшествующие извержениям на Аксиальной горе, мы можем отслеживать ускорение сейсмичности и «раздувания», — сказал Дзяк. — «В следующий раз они смогут застать вулкан на месте преступления».

Ученые также наблюдали и зафиксировали недавно сформированные гидротермальные источники с сопутствующей биологической активностью. «Мы видели «снегоструйные» источники, которые извергали питательные вещества так быстро, что микробы сходили с ума», — отметил Чедвик. — «Сочетание этих биологических наблюдений с нашими знаниями о деформации грунта, сейсмичности и распределении лавы от извержения 2011 года еще больше поможет нам связать подводную вулканическую активность с жизнью, которую она поддерживает».

В проекте также участвовали ученые из Колумбийского университета, Вашингтонского университета, Университета штата Северная Каролина и Калифорнийского университета в Санта-Круз, выступившие соавторами статей в Nature Geoscience.