Размер имеет значение — если вы пузырь вулканического газа

Химический состав газов, выбрасываемых вулканами и используемых для мониторинга изменений в их активности, может меняться в зависимости от размера газовых пузырей, поднимающихся к поверхности, и связан с характером извержения. Результаты, опубликованные в журнале Nature Geoscience, могут быть использованы для улучшения прогнозирования угроз, исходящих от определённых вулканов.

Группа учёных, включая вулканолога и математика из Кембриджского университета, обнаружила это явление в ходе детальных наблюдений за газовыми выбросами вулкана Килауэа на Гавайях. Исследование показало, что состав вулканических газов зависит не только от подъёма и опускания магмы в земной коре, как считалось ранее, но и от размера газовых пузырей. Наблюдения проводились с помощью инфракрасного спектрометра, установленного на краю кратера и фиксировавшего состав в атмосфере над лавовым озером каждые несколько секунд.

Это открытие важно для прогнозирования извержений, поскольку газовые измерения являются критическим инструментом мониторинга и оценки опасности. Учёные установили, что во время энергичной фазы активности озера, сопровождавшейся мощным всплеском крупных пузырей, соотношение CO₂ к CO в выбросах было в шесть раз выше, чем в наиболее спокойной фазе. Этот эффект необходимо учитывать при интерпретации данных мониторинга для предсказания серьёзных изменений вулканической активности.

«Сначала мы не могли понять, как газы могут выходить значительно холоднее, чем расплавленная лава, — сказал ведущий автор доктор Клайв Оппенгеймер. — Ключом к разгадке стала вариация расчётных температур газов». Соавтор профессор Энди Вудс пояснил: «Более крупные пузыри поднимаются сквозь магму быстрее и быстро расширяются при снижении давления, подобно пузырям в стакане газировки; газ охлаждается из-за этого расширения».