Ученые смогли точно определить происхождение загадочных вулканических дрожаний под танзанийским вулканом Олдоиньо-Ленгаи. Это открытие раскрывает сложную систему взаимосвязанного движения магмы и предоставляет новые данные о том, как функционируют вулканы в глубинных слоях Земли. Результаты исследования, проведенного группой профессора, доктора Мириам Кристины Райсс, вулканолога-сейсмолога из Университета имени Иоганна Гутенберга в Майнце (JGU), имеют большое значение для понимания вулканической активности и потенциально могут улучшить точность прогнозов извержений.
Вулканические дрожания, или тремор, представляют собой непрерывные вибрации, возникающие при движении расплавленной породы или газов по подземным каналам. «Мы не только смогли обнаружить тремор, но и определить его точное положение в трех измерениях – его местоположение и глубину под поверхностью», – отмечает Райсс. Ученых особенно поразило «разнообразие различных сигналов тремора», которые удалось зафиксировать. Это говорит о динамичных и многогранных процессах, происходящих внутри вулкана.
Когда магма поднимается из недр Земли, она может вызывать дрожь в земной коре. Высокое давление магмы способно раскалывать окружающую породу, порождая землетрясения, однако более слабые, непрерывные вибрации – тремор – возникают, когда магма проталкивается через существующие каналы, когда выходят пузырьки газа или когда давление колеблется внутри вулканических систем. Для вулканической сейсмологии изучение этих сигналов и типов волн, возникающих при движении магмы под поверхностью, является крайне ценным. Исследователей особенно интересовали два ключевых вопроса: где именно начинается тремор и что вызывает его образование, поскольку ответы на них дают важные ключи к внутреннему состоянию вулкана и уровню его активности.
Наблюдения за Олдоиньо-Ленгаи велись на протяжении 18 месяцев с использованием массива сейсмометров, расположенных вокруг вулкана для регистрации колебаний земной поверхности. В Майнце команда детально проанализировала сегмент данных продолжительностью в девять недель. «Впервые мы смогли определить точное местоположение, где возникает тремор», – объясняет Райсс. Ученые обнаружили, что два типа тремора, по всей видимости, связаны: один исходил с глубины около пяти километров, а другой – вблизи основания вулкана, причем между ними наблюдалась временная задержка. Это явно указывает на прямую связь и функционирование единой системы. Неожиданно широкое разнообразие зарегистрированных сигналов тремора предполагает, что вибрации исходят из различных частей вулкана с отличающимися физическими условиями и активными процессами.
Олдоиньо-Ленгаи – единственный в мире активный карбонатитовый вулкан, что делает его по-настоящему уникальным. Его лава необычайно текучая и относительно холодная – около 550 градусов по Цельсию, в то время как для большинства магм характерны температуры от 650 до 1200 градусов. «Результаты были особенно удивительны, поскольку магма настолько текуча. Мы ожидали небольшого количества тремора или его полного отсутствия, так как взаимодействие с окружающей породой, вероятно, было бы слабее», – комментирует Райсс. Это открытие бросает вызов устоявшимся представлениям о вулканической сейсмичности.
Полученные результаты знаменуют важный шаг вперед в понимании того, как магма движется внутри вулканов. Тремор возникает всякий раз, когда магма находится в движении – в том числе и перед извержениями. «Но какие сигналы тремора являются истинными предвестниками извержения, а какие – просто фоновым «бормотанием»? – задается вопросом Райсс. – Наши результаты закладывают основу для улучшения прогнозирования извержений в будущем». Публикация этих данных состоялась в научном журнале Communications Earth & Environment.
