Американцы придумали новый способ прогнозировать извержение вулканов

Команда исследователей из Кембриджского университета (США) разработала новый способ измерения давления внутри вулканов и обнаружила, что он может быть надежным индикатором будущих извержений.

Об этом сообщает Phys.org.

Используя технику под названием «интерферометрия сейсмического шума» в сочетании с геофизическими измерениями, исследователи измеряли энергию, движущуюся через вулкан. Они обнаружили, что существует хорошая корреляция между скоростью, с которой проходила энергия, и количеством взрыва и усадки магмы внутри вулкана.  Эта техника может быть использована для более точного прогнозирования даты извержения вулканов.

Результаты своих выводов они опубликовали в журнале Science Advances. Данные были собраны Геологической службой США по всему миру на Кавайе на Гавайях, где есть очень активный вулкан Килауэа с озером пузырящейся лавы прямо под его вершиной.

В течение четырехлетнего периода исследователи использовали датчики для измерения относительных изменений скорости сейсмических волн, движущихся по вулкану с течением времени. Затем они сравнили свои результаты со вторым набором данных, которые измеряли крошечные изменения угла вулкана за тот же период времени.

Поскольку Килауэа является таким активным вулканом, он постоянно выпучивается и уменьшается, поскольку давление в магматической камере под вершиной увеличивается и уменьшается.

Нынешняя активность  Килауэа началась в 1983 году, и он извергается и распыляет лаву почти постоянно. В начале этого года большая часть вулкана отпала, и из него изверглась большая масса лавы в океан.

Исследователи из Кембриджа использовали сейсмический шум для определения того, что влияло на движение магмы. Сейсмический шум - это постоянная низкоуровневая вибрация в Земле, вызванная землетрясениями и волнами в океане. На одном датчике эти звуки могут выглядеть  как случайный шум. Но сопоставив данные с разных датчиков , исследователи отделили сейсмический шум вулкана от других звуков.

 «Нам было интересно, как меняется вибрация на разных датчиках, становятся ли они быстрее или медленнее. Мы хотим знать, отражают ли изменения сейсмической скорости все большее давление в вулкане, поскольку вулканы выходят из строя до извержения, что имеет решающее значение для прогнозирования извержения», - сказала Клэр Дональдсон, студентка PhD в Кембриджском отделе наук о Земле, и первый автор статьи.

На расстоянии одного-двух километров от озера Килауэа есть резервуар магмы. Поскольку количество магмы изменяется в этом подземном резервуаре, вся вершина вулкана выгибается и сжимается. В то же время изменяется сейсмическая скорость. По мере заполнения магматической камеры это приводит к увеличению давления, что приводит к закрытию трещин в окружающей породе и созданию более быстрых сейсмических волн - и наоборот.

«Это первый случай, когда мы смогли сравнить сейсмический шум с деформацией в течение такого длительного периода, а сильная корреляция между двумя показателями показывает, что это может быть новым способом прогнозирования извержений вулканов», - сказал Дональдсон.

Вулканская сейсмология традиционно измеряла небольшие землетрясения на вулканах. Когда магма движется в подземелье, это приводит к мелким землетрясениям, поскольку магма пробивает себе путь сквозь сплошной камень. Поэтому обнаружение этих землетрясений очень полезно для прогнозирования извержения. Но иногда магма может течь тихо, через уже существующие пути, и никаких землетрясений не может произойти.

При этом, уверены исследователи, этот новый метод все равно обнаружит изменения, вызванные потоком магмы.

Сейсмический шум происходит непрерывно и чувствителен к изменениям внешних условий.

Ученые ожидают, что новое исследование позволит использовать этот метод на сотнях действующих вулканов во всем мире.

Напомним, в июне 2017 года в Японии начал извергаться вулкан Сакурадзима. Столб пепла, извергающегося из кратера, достиг трех километров в высоту.