Исследование корней вулканических извержений: понимание глубинных магматических процессов

Исследователи из Бристольского университета и Швейцарской высшей технической школы Цюриха провели изучение глубинных магматических процессов в земной коре под вулканами, что может помочь связать эти физические процессы на глубине с извержениями на поверхности. Экспериментальное исследование опубликовано в журнале Chemical Geology.

Вулканические извержения представляют серьёзную угрозу для почти 500 миллионов человек, живущих вблизи активно извергающихся вулканов. Чтобы определить, будет ли извержение взрывным, принципиально важно понять, что происходит на глубине в несколько километров под поверхностью. Поскольку нет возможности получить прямой доступ к недрам Земли, эксперименты, моделирующие магматические процессы на глубине, имеют жизненно важное значение. Для понимания физики и динамики магм используется реология — наука о течении и деформировании материалов, ключевым параметром в которой является вязкость.

Доктор Маттиа Пистоне и его коллеги показали, что одновременное присутствие кристаллов и газовых пузырьков вызывает значительное отличие в реологии магм по сравнению с двухфазными системами (пузырьки или кристаллы + силикатный расплав). Кристаллизация и эффективное удаление газа из магматических очагов приводят к существенному росту вязкости магмы и, в конечном итоге, к её «вязкой смерти» в земной коре. Напротив, значительное снижение вязкости, связанное с присутствием даже ограниченных объёмов газа, может способствовать мобилизации магматических тел и возникновению крупных взрывных извержений.

«Возможным следствием этих новых экспериментальных данных является то, что магмы, содержащие газ, реологически подвижны и могут с высокой вероятностью питать взрывные вулканические извержения, — сказал доктор Пистоне. — Для истинно междисциплинарного подхода к оценке и снижению вулканических рисков сочетание экспериментального опыта с прямым мониторингом активных вулканов в реальном времени значительно помогло бы вулканологам расшифровать предвестники извержений — вулканический тремор, дегазацию, деформацию грунта — и извлечь из них правильную информацию о магматических процессах на глубине».