Спят десятилетиями, но не пусты внутри: спокойствие оказалось самой опасной иллюзией

Вулканы, которые десятилетиями выглядят спокойными, могут скрывать под собой активную магматическую "начинку". Новое исследование показало, что даже во время долгого затишья под такими вулканами сохраняются крупные резервуары расплавленной магмы. Это меняет представления о том, как формируются вулканические риски. Об этом сообщает издание Earth.

Почему "спящие" вулканы не так уж безопасны

Долгое время считалось, что после извержения магма постепенно уходит, а вулкан со временем становится менее опасным. Однако данные последних наблюдений показывают обратное: магма может оставаться в земной коре годами и даже десятилетиями, не проявляясь на поверхности.

Это означает, что отсутствие извержений не всегда снижает потенциальную угрозу. Для регионов с плотной застройкой и развитой инфраструктурой такой вывод особенно важен при планировании мониторинга и оценки рисков, как и в случаях, когда спутники фиксируют подъём поверхности вулкана без немедленных признаков извержения.

Что нашли под вулканами Каскадного хребта

Исследование охватило Каскадный вулканический хребет на северо-западе США. Именно здесь Геологическая служба США (USGS) относит ряд вулканов к категории очень высокой опасности, несмотря на их внешнее спокойствие.

Работу возглавил Гуаннинг Панг из Корнеллского университета. Вместе с коллегами и специалистами USGS он использовал данные уже существующих сейсмических станций, чтобы проверить, что происходит под поверхностью.

"Похоже, что такие магматические тела существуют под вулканами на протяжении всей их жизни, а не только в периоды активности", — отметил Гуаннинг Панг.

Как землетрясения "подсвечивают" магму

Ключевым инструментом стали сейсмические волны от удалённых землетрясений. Проходя через земную кору, они ведут себя по-разному в твёрдой породе и в зоне, где присутствует расплав.

Учёные искали участки, где волны резко замедлялись. Такой эффект невозможно объяснить только повышенной температурой — он указывает на наличие частично расплавленной породы, то есть магмы, сохранившейся в глубине. Похожие методы уже применяются для анализа глубинных процессов, связанных с динамикой землетрясений.

На какой глубине находится магма

Анализ показал, что резервуары располагаются на глубине примерно от 5 до 15 километров под вершинами вулканов. Размеры таких зон достигают 5-10 километров в поперечнике, чего достаточно для влияния на давление и движение газов.

Из восьми исследованных вулканов у шести были выявлены чёткие признаки магмы. В двух случаях данных оказалось недостаточно — вероятно, из-за редкой сети датчиков, а не из-за отсутствия расплава.

Магма не всегда под кратером

Интересно, что магматические резервуары не обязательно находятся строго под вершиной вулкана. Например, у горы Сент-Хеленс основная зона магмы смещена к юго-западу от кратера.

Такая геометрия важна для оценки опасности: направление возможных потоков лавы, пепла или селевых потоков может отличаться от ожидаемого, что влияет на безопасность населённых пунктов в долинах.

Сколько расплава скрыто в коре

По степени замедления сейсмических волн учёные оценили долю расплава в породе. Она составила примерно от 13 до 32 процентов. Это слишком мало для свободного извержения, но достаточно для существования так называемой "кристаллической каши" — вязкой магмы, которая может долго сохраняться без видимых признаков активности.

Что это меняет в понимании угроз

Раньше наличие крупного магматического тела часто воспринималось как признак скорого извержения. Новые данные показывают: сама по себе магма — это не сигнал тревоги, а нормальное состояние вулканической системы.

"Если бы у нас было более общее понимание того, где именно находится магма, мы могли бы гораздо точнее настраивать системы наблюдения", — подчеркнул профессор Корнеллского университета Джеффри Абэрс.

Сравнение старых и новых методов мониторинга

Ранее изучение магматических систем требовало плотных сетей из десятков или сотен датчиков, что делало такие исследования дорогими и редкими. Новый подход позволяет получать полезные данные, используя всего несколько широкополосных сейсмометров.

Это снижает стоимость наблюдений и делает возможным регулярный мониторинг даже удалённых вулканов.

Плюсы и минусы нового подхода

Метод даёт более реалистичную картину процессов в земной коре, но требует осторожной интерпретации.

• позволяет выявлять скрытую магму без масштабных экспедиций;
• помогает точнее размещать датчики наблюдения;
• снижает затраты на мониторинг.

Минусом остаётся то, что наличие магмы не позволяет точно предсказать момент извержения без дополнительных данных.

Советы по оценке вулканических рисков

Учитывать не только историю извержений, но и данные глубинных исследований.
Размещать сейсмические датчики с учётом формы магматических резервуаров.
Анализировать изменения во времени, а не единичные "снимки" системы.
Совмещать сейсмические данные с газовыми и геодезическими измерениями.