Геологи нашли неожиданный механизм образования вулканического пепла

Команда изучила пирокласты трех базальтовых вулканов — Этны и Стромболи в Италии, а также Кумбре-Вьеха в Испании. Для этого использовали два метода. Сканирующая электронная микроскопия позволяет разглядеть поверхность частиц с огромным увеличением. Рентгеновская микротомография работает как компьютерная томография в больнице, только для камней — она показывает внутреннюю структуру объекта слой за слоем, не разрушая его.

Изучая микроскопические трещины, сросшиеся швы и вкрапления обломков внутри частиц, ученые пришли к выводу, что дробление магмы происходит не в одной точке и не мгновенно, а растянуто во времени и пространстве.

«Этот процесс не происходит в одной точке пространства и времени, а является длительным» — говорит Таддеуччи. «Он охватывает промежуток времени и пространства, простираясь от внутренней части вулкана до его внешней среды».

Раньше ученые фиксировали дробление вулканических бомб и лапилли уже в воздухе, после вылета из жерла. Новая работа впервые показывает на уровне микроструктуры, что похожий процесс идет и внутри вулкана, там, где напрямую его увидеть нельзя.

Отдельное открытие касается противоположного процесса. Оказалось, что трещины в магме могут затягиваться, а раздробленные частицы — снова слипаться и спекаться между собой. Это не менее важно для итогового размера пепла, чем само дробление.

«Мы получаем все больше и больше доказательств того, что размер частиц контролируется не только расколом магмы, но и тем фактом, что разные частицы могут слипаться после раскола» — отмечает Таддеуччи.

Поскольку именно размер частиц влияет на то, как далеко и в каком направлении разносится пепел, это открытие поможет точнее настраивать компьютерные модели извержений.

На прямой вопрос, встречаются ли подобные микроструктуры в продуктах недавнего извержения Этны, Таддеуччи ответил без колебаний.

«О, да, конечно. Большинство базальтовых извержений, имеющих взрывной характер, приводят к образованию подобных структур» — сказал он. 

Такие микроструктуры сохраняются и в древних породах, а значит, геологи смогут по ним восстанавливать сценарии извержений прошлого и точнее прогнозировать будущие.

«Это большое преимущество по сравнению с землетрясениями или другими катастрофами, которые не оставляют таких хороших следов» — заключает ученый.

Таддеуччи особо подчеркнул, что результат получился благодаря коллективной работе. Сравнить извержения в разных странах удалось только благодаря коллегам из вулканических обсерваторий и институтов, многие из которых не попали в официальный список авторов статьи.

Подводный вулкан изверг остатки первичного магматического океана Земли

Фудзияма приподнимается во время ливня: странную аномалию объяснили

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX