Екологія
Екологія

Бульбашки у магмі вказали на інтенсивність виверження вулкана

Дослідники визначили, що густина числа бульбашок у магмі, яка лишається після виверження плінієвого типу, вказує на інтенсивність динаміки виверження. Про це вони пишуть у журналі Nature Communications. Такі бульбашки зароджуються неоднорідно, на кристалах магнетиту. Врахувавши це, вчені змогли подолати невідповідність між моделями та реальною кількістю бульбашок.

Що відомо про бульбашки у магмі?

Плінієві виверження є одними з найбільш вибухонебезпечних вулканічних подій на Землі і, як правило, пов’язані з магмою із високим вмістом кремнію. Свою назву це явище отримало на честь давньоримського автора Плінія Молодшого, який описав виверження Везувія 79 року — те саме, що знищило Помпеї. За останні 100 тисяч років у всьому світі відбулося понад 500 плінієвих вивержень з індексом вулканічної вибуховості від чотирьох балів і більше. Ці виверження мають значну руйнівну силу і представляють значні ризики як на місцевому рівні, так і на глобальному рівні.

Приклад плінієвого виверження — виверження вулкана Редаута у 1990 році. R. Clucas / Wikimedia Commons

Приклад плінієвого виверження — виверження вулкана Редаута у 1990 році. R. Clucas / Wikimedia Commons

На руйнівний потенціал таких вивержень можуть вказувати числені бульбашки, які зароджуються і зростають під час підйому магми. Вони містять сильно стиснуту рідку суміш розчинених магматичних летких речовин, переважно воду. Надлишковий тиск, що оточує розплав, забезпечує потенційну енергію для фрагментації магми, що призводить до вибухових вивержень. Вважається, що розвиток бульбашок залежить від швидкості декомпресії магми під час підйому. Вивчаючи пірокластичні породи, що лишаються після виверження, можна встановити густину числа бульбашок та краще вивчити механізми вулканічного виверження. Проте існує невідповідність між числовими моделями та реальною кількістю бульбашок.

Що аналізували дослідники?

Вчені змоделювали зародження та зростання бульбашок під час підйому магми у вертикальному циліндричному каналі, щоб вивчити умови, за яких вони формуються у плінієвих пірокластах. Бульбашки у магмі, що піднімається, зароджуються неоднорідно, на поверхні невеликих кристалів, серед яких магнетити є найбільш ефективними. Моделі, що це враховують, дають результати, що узгоджуються з даними спостережень під час плінієвих вивержень. Таким чином, дослідники подолали невідповідність між спостереженнями та моделюванням.

Зародження бульбашок на кристалах магнетиту. Sahand Hajimirza et al.

Зародження бульбашок на кристалах магнетиту. Sahand Hajimirza et al.

декомпресії
Зниження тиску