Новое исследование объясняет, почему некоторые вулканы с газонасыщённой магмой извергаются не взрывно. Ранее считалось, что ключевой механизм — снижение внешнего давления при подъёме магмы, при котором растворённые газы выделяются и образуют пузыри. Большое количество пузырей делает магму легче и ускоряет её подъём, что может привести к разрушению и взрывному извержению.
Учёные в статье в журнале Science показали дополнительный механизм: сдвиговые силы внутри жёлоба вулкана — разница скоростей между центром потока и стенками — способны инициировать рост и слияние газовых пузырей. Если пузыри образуются и соединяются на глубине, они создают каналы для ранней потери газа. Через такие дегазационные каналы газ уходит до резкого падения давления, и тогда магма может вытечь спокойно.
В лабораторных испытаниях использовалась вязкая жидкость, похожая на расплавленную породу, насыщенная углекислым газом. При сдвиге выше определённого порога пузыри возникали внезапно; чем выше была начальная пересыщенность газом, тем меньший сдвиг требовался. Уже существующие пузыри также способствовали образованию новых рядом со стенками. Компьютерные модели вместе с наблюдениями показали, что эффект вероятен в условиях, где вязкая магма течёт вдоль стенок канала и испытывает сильный сдвиг.
Авторы отмечают, что выводы помогают объяснить разные исходы извержений: магма с низким содержанием газа может всё равно взорваться при сильном сдвиге, а газонасыщённая магма может дегазироваться и извергаться спокойно. Учёные предлагают учёным и службам наблюдения обновить модели, чтобы учитывать сдвиговые силы в жёлобах вулканов.
Сложные слова
- газонасыщённый — содержащий большое количество растворённого газагазонасыщённой
- жёлоб — узкий канал или борозда для течения магмыжёлоба
- сдвиг — разница скоростей между слоями течениясдвиге
- пузырь — воздушный или газовый мешок в жидкостипузыри
- пересыщенность — состояние, когда в жидкости больше растворённого газа
- вязкий — густой, медленно текущий по сравнению с водойвязкая
- дегазационный канал — путь в магме, по которому уходит газдегазационные каналы
- инициировать — запустить или вызвать начало процесса
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Как, по‑вашему, учёт сдвиговых сил в моделях может изменить прогнозы извержений? Приведите возможные примеры.
- Какие преимущества и риски даёт ранняя дегазация магмы для населённых пунктов вокруг вулкана?
- Как лабораторные испытания и компьютерные модели помогают понять процессы в вулкане, и какие ограничения у таких методов?
