Международная группа ученых выяснила, почему вулканы со схожими характеристиками могут извергаться по-разному. Характер извержения, как оказалось, во многом зависит от того, перегревалась ли магма перед подъемом к поверхности.
Исследователи во главе со специалистами из Манчестерского университета проанализировали образцы магмы вулкана Тахогайте, извергавшегося в 2021 году на испанском острове Пальма. В лаборатории они воссоздали условия, которые существуют в жерле вулкана, и с помощью синхротронной рентгеновской микротомографии наблюдали за процессами кристаллизации в режиме реального времени.
Эксперимент показал, что когда магма становится горячее температуры, при которой кристаллы стабильны, этот перегрев растворяет мельчайшие кристаллические структуры. Эти структуры служат «зародышами» для роста новых, более крупных кристаллов. Без них процесс кристаллизации заметно замедляется.
Разница оказалась существенной. В магме, которую не перегревали, кристаллы начали образовываться уже через 20 минут. В сильно перегретых образцах этот процесс не начинался более восьми часов.
Эти данные ученые использовали в численных моделях, имитирующих подъем магмы. Моделирование показало, что длительная задержка кристаллизации сохраняет магму текучей, что позволяет ей быстро подниматься к поверхности и провоцирует мощные лавовые фонтаны. Если же кристаллы образуются раньше, магма густеет, ее вязкость растет. Она движется медленнее, вулканические газы успевают высвободиться, и извержение протекает спокойнее, с плавным излиянием лавы.
Результаты исследования, опубликованные в Nature Communications, помогут вулканологам точнее интерпретировать данные мониторинга и улучшить прогнозы. Это позволит дополнить существующие модели оценки вулканической опасности, которые сейчас учитывают в основном химический состав магмы, содержание газов и давление.
