Вулканологи выяснили, как пузыри накапливаются в магме

В 1816 году лето не наступило в Центральной Европе, и люди голодали. Годом ранее произошло извержение вулкана Тамбора в Индонезии, выбросившего в атмосферу огромное количество пепла и серы. Частично блокируя солнечный свет и охлаждая климат, это оказало серьёзное воздействие на землю и людей, даже в Швейцарии. С тех пор вулканологи получили более точное представление о том, почему супервулканы, подобные Тамборе, не только высоко взрывоопасны, но и почему они выбрасывают в атмосферу так много серы.

Газовые пузыри имеют тенденцию накапливаться в верхних слоях магматических резервуаров, расположенных всего в нескольких километрах под поверхностью Земли, создавая давление, которое затем может быть резко высвобождено при извержении. Эти пузыри в основном содержат водяной пар, но также и серу.

Исследователи из Института геохимии и петрологии ETH Zurich и Технологического института Джорджии (Georgia Tech) изучили поведение пузырей с помощью компьютерного моделирования. Учёные обнаружили, что в богатых кристаллами зонах магматических резервуаров, при условии высокого содержания летучих веществ, пузыри объединяются в пальцевидные каналы, что позволяет газу подниматься быстрее. Однако, достигая границы с бедной кристаллами расплавленной магмой, пузыри отделяются и замедляют своё движение из-за встречных потоков вязкого расплава.

Этот механизм приводит к накоплению большого количества газовых пузырей, содержащих серу, в бедной кристаллами магме под кровлей резервуара. В конечном итоге это вызывает его переуплотнение и может объяснить, почему такие вулканы выбрасывают больше серы, чем ожидается исходя из их состава. Исследование фокусируется на понимании базовых принципов движения газа в магматических резервуарах, а прямое применение для прогнозирования вулканического поведения остаётся вопросом будущего.