Некоторые вулканы в буквальном смысле взрываются и теряют часть своей вершины во время извержений из-за формирования микроскопических наночастиц оксида железа в их магме, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
Извержение вулканов"Результаты последних наблюдений за вулканами, а также эксперименты в лабораториях и компьютерные расчеты показывают, что взрывообразные извержения вулканов предваряют резкие изменения в характере движения магмы по его недрам. Эти сдвиги происходят в результате небольших изменений в химическом составе риолитовой магмы, которые возникают из-за ее кристаллизации, перемешивания или обновления", — рассказывает Данило ди Дженова (Danilo Di Genova) из Бристольского университета (Великобритания).
Под каждым вулканом существует магматическая камера – резервуар из пористых пород, которые могут впитывать в себя большие количества жидкой магмы. Перед извержением эта камера переполняется, что приводит к ее "раздуванию" и подъему высоты местности в окрестностях вулкана. По тому, как сильно "раздулась" камера, ученые могут оценить объем содержащейся в ней магмы и дать оценки по силе извержения и вероятности его возникновения.
Так художник представил себе то, как возникают взрывообразные и "нормальные" извержения вулкановПроцесс наполнения этой камеры, как объясняют ученые, обычно протекает "рывками", а не с постоянной скоростью. В результате этого давление внутри магматической камеры резко меняется, и эти изменения порождают относительно слабые и долгопериодические сейсмические волны, движущиеся в сторону поверхности. Человек эти толчки не ощущает, но приборы сейсмологов фиксируют их у каждого активного вулкана.
Одной из главных загадок извержений вулканов, как отмечает ди Дженова, является то, почему некоторые из них ведут себя относительно спокойно во время извержений, а другие взрываются, выбрасывая огромные количества горячей магмы, гигантских булыжников и пепла на высоту в несколько сот метров.
Оказалось, что сильнее всего на "взрывоопасность" вулкана влиял химический состав его магмы, как много щелочных металлов, а также железа и алюминия в ней содержалось. При определенной комбинации и тех, и других элементов, к примеру, при высокой концентрации калия и относительно низких долях железа, внутри магмы происходит необычный процесс, который резко меняет ее свойства и делает ее более густой и более склонной к накоплению пузырьков газа.
Эти изменения, как объясняют геологи, развиваются по той причине, что в расплаве начинают формироваться нанокристаллы оксида железа, вокруг которых начинают скапливаться пузырьки из газа. Это резко повышает плотность магмы, перестраивает ее и ведет к формированию "пробок", способствующих дальнейшему росту температур и давления в магматической камере.
Ди Дженова отмечает, что подобные закономерности можно использовать для предсказания того, насколько сильным будет извержение того или иного вулкана и какую территорию оно может охватить. Это позволит избежать гибели людей и уменьшить масштаб экономических потерь.
К примеру, анализ образцов застывшей магмы Йеллоустонского супервулкана показывает, что он извергался и по тому, и по другому сценарию в последний миллион лет, и изучение свежих образцов пород из его магматической камеры поможет уточнить последствия от его гипотетического пробуждения в относительно недалеком геологическом будущем.
Источник: РИА Новости