Учёные выяснили, почему похожие вулканы могут извергаться по-разному

Международная группа учёных под руководством специалистов Манчестерского университета выяснила, как перегрев магмы влияет на характер вулканических извержений. Об этом пишет Interesting Engineering.

Перегревом называют процесс, при котором магма нагревается до температуры, превышающей предел стабильности содержащихся в ней кристаллов. Новое исследование показало, что такой тепловой эффект значительно замедляет кристаллизацию магмы во время её подъёма к поверхности Земли.

По словам учёных, это может объяснить, почему вулканические системы с похожим химическим составом, содержанием газа и давлением способны демонстрировать совершенно разные типы извержений.

Для исследования специалисты изучили магму, собранную после извержения вулкана Тахогайте на испанском острове Ла-Пальма в 2021 году. Это извержение продолжалось 85 дней, уничтожило около 3 тысяч зданий и вынудило тысячи жителей покинуть свои дома.

Исследователи воспроизвели вулканические условия в лаборатории с помощью специально разработанного резервуара под давлением, прозрачного для рентгеновского излучения. Образцы пород подвергали сильному нагреву и давлению, после чего процесс плавления магмы наблюдали в реальном времени с использованием синхротронной рентгеновской микротомографии.

Обычно при охлаждении магмы на пути к поверхности начинают формироваться микроскопические кристаллические «зародыши», которые запускают процесс затвердевания. Однако при резком перегреве эти частицы растворяются.

Как показало исследование, экстремальные температуры разрушают микроскопические кристаллические структуры и делают магму более однородной. Это, в свою очередь, препятствует образованию новых кристаллов и сохраняет магму более текучей.

Именно текучесть магмы влияет на скорость её подъёма к поверхности и на то, насколько легко из неё выходят вулканические газы. Эти факторы во многом определяют, будет ли извержение спокойным потоком лавы или мощным взрывом.

Учёные установили, что неперегретая магма может начать кристаллизоваться примерно за 20 минут. В то же время перегретая магма задерживает рост кристаллов более чем на восемь часов.

Старший преподаватель вулканологии Манчестерского университета доктор Маргерита Полаччи отметила, что тепловая история магмы до извержения и скорость кристаллизации могут играть важную роль в контроле её подъёма и последующего поведения вулкана.

По мнению исследователей, эти выводы имеют значение для оценки вулканической опасности и могут помочь лучше прогнозировать характер будущих извержений.

Источник: Interesting Engineering