Я СКАЖУ

www.yaskagu.ru

Прослушивание вулканов может улучшить прогнозы извержения

Согласно данным нового исследования, мониторинг неслышимых низких частот, называемых инфразвуком, которые исходят от некоторых действующих вулканов, может улучшить прогнозирование значительных, потенциально смертельно-опасных извержений.

Учёные проанализировали инфразвук, обнаруженный на станциях мониторинга на склонах вулкана Вильяррика в южной части Чили, одном из самых активных вулканов в мире. Характерный звук исходит от волнения лавового озера внутри кратера на вершине вулкана и изменяется в зависимости от активности вулкана.

Исследование, появившееся в журнале «Geophysical Research Letters», демонстрирует, как изменения в этом звуке сигнализировали о внезапном повышении уровня озера, а также быстрых движениях вверх-вниз бушующего озера возле края кратера прямо перед крупным извержением в 2015 году. Отслеживание инфразвука в режиме реального времени и интеграция его с другими данными, такими как сейсмические показания и выбросы газов, могут помочь оповестить близлежащих жителей и туристов о том, что вулкан собирается взбеситься, говорят исследователи.

«Наши результаты указывают на то, как инфразвук может помочь в прогнозировании извержений вулканов», — говорит соавтор Лейтон Уотсон, аспирант лаборатории Эрика Данхэма, доцент кафедры геофизики Стэнфордской школы Земли, энергетики и экологии. «Инфразвук потенциально является ключевой информацией, доступной вулканологам для оценки вероятности извержения на несколько часов или дней вперёд.»

«Зловещая безмятежность»

Вильяррика — живописная гора с высотой 2847 м. Заснеженный вулкан возвышается над озером и находится напротив города Пукон, который в летний туристический сезон достигает четверти миллиона человек. Ночью жители Пукона часто видят алое свечение лавового озера Вильяррики, обычно скрытого значительно ниже края вулкана.

Зловещая безмятежность, в которой находится Вильяррика со времени её последнего извержения в середине 1980-х годов, закончилась в ранние утренние часы 3 марта 2015 года. Раскаленный фонтан лавы вылетел из вершины горы на высоту свыше километра в небо, извергая пепел и обломки и вызывая молнии из толстых теплых облаков, окутывающих вершину. Около 4 000 человек эвакуировали ближайшую территорию. Однако извержение оказалось недолгим, и с риском оползней и наводнений из-за растаявшего снега эвакуированные вскоре вернулись в свои дома.

Инфразвуковые станции мониторинга, созданные в Вильяррике всего за два месяца до события 2015 года и поддерживаемые соавтором Хосе Пальмы из Университета Консепсьона в Чили, зафиксировали его инфразвуковую активность до и после. Изучая эти данные, исследовательская группа увидела, что ближе к извержению высота инфразвука увеличилась, а продолжительность сигнала уменьшилась. Полеты в самолетах задокументировали изменения в лавовом озере Вильяррики, что позволило исследователям исследовать связи между его высотой и звуком.

Уотсон предлагает музыкальную аналогию, чтобы объяснить эти отношения. Подобно тому, как человек дует в тромбон, взрывы от поднимающихся газовых пузырей, а затем их разрывы на поверхности озера лавы, создают звуковые волны. Так же, как форма тромбона может изменить высоту нот, которые он производит, геометрия кратера, удерживающая озеро лавы, модулирует его звуки.

Когда озеро лавы находится глубоко в кратере вулкана, звук регистрируется на более низкой высоте или частоте — «как если бы тромбон выдвигался», — говорит Уотсон. Когда лавовое озеро поднимается в кратере, потенциально предвещая извержение, высота тона или частота звука возрастает «точно так же, как когда тромбон втягивается», — говорит Уотсон.

Звуковой предупреждающий сигнал

Будущие исследования будут направлены на то, чтобы связать генерацию инфразвука с другими критическими переменными в мониторинге вулканов и прогнозировании извержения, таких как сейсмичность. В преддверии извержения почти всегда увеличивается сейсмическая активность в виде небольших землетрясений и толчков. Эта сейсмичность исходит из нескольких километров под землёй, поскольку магма движется через «водопроводную систему» вулканов из разломов и каналов, которые соединяют отверстие вулкана с магматическими камерами в коре нашей планеты.

Вулканологи считают, что изменения в уровнях лавовых озёр и их сопутствующего инфразвука — результат введения новой магмы через вулканический «водопровод», увеличивая вероятность резкого выброса.

Таким образом, сбор инфразвука должен быть полезен для целей прогнозирования на вулканах открытого типа, таких как Вильяррика, где открытое озеро или каналы лавы соединяют нутро вулкана с атмосферой. Однако, вулканы с закрытым жерлом, в которых магма остаётся в ловушке под породой до тех пор, пока не произойдет взрывное извержение, не генерируют такой же инфразвук и, следовательно, создают дополнительные проблемы для прогнозирования.

Гора Сент-Хеленс в юго-западном штате Вашингтон, чьё извержение в 1980 году остаётся самым смертоносным и разрушительным извержением в истории Соединённых Штатов, является примером закрытого вулкана.

«Вулканы сложны, и в настоящее время нет универсально применимых способов прогнозирования извержений. По всей вероятности, никогда не будет,— говорит Данхэм.

«Вместо этого мы можем посмотреть на многие показатели повышенной активности вулканов, такие как сейсмичность, выбросы газов, деформация грунта и, как мы ещё продемонстрировали в этом исследовании, инфразвук, чтобы сделать надёжные прогнозы извержений».

Подпишитесь по e-mail:

Подписаться на RSS-ленту   


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Защита от спама: посчитайте и введите число. *

Подписаться на RSS-ленту

Подпишитесь по e-mail:

Архивы