Science Advances: новый метод помогает ученым лучше определять время извержения вулканов

Исследователи из Корнельского университета обнаружили точные микроскопические данные о местах отложения магмы, что дает ученым и правительственным чиновникам в населенных районах возможность лучше оценить риск извержения вулканов. Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.

В последние годы ученые используют спутниковые снимки, данные землетрясений и GPS для поиска деформации грунта вблизи активных вулканов, но эти методы могут быть неточными при определении глубины залегания магмы. Обнаруживая микроскопические жидкости, богатые углекислым газом, которые заключены в остывших вулканических кристаллах, ученые могут определить местонахождение магмы с точностью до сотен метров.

«Фундаментальный вопрос заключается в том, где магма находится в земной коре и мантии, — рассказывает ведущий автор Эстебан Газель, профессор инженерного факультета Корнельского университета Чарльза Н. Меллоуз. — Это местоположение важно, потому что риск извержения можно оценить, точно определив конкретное местонахождение магмы, а не другие сигналы, например, гидротермальную систему вулкана».

Ученый отмечает, что скорость и точность очень важны.

«Мы демонстрируем огромный потенциал этого усовершенствованного метода с точки зрения его скорости и беспрецедентной точности. Мы можем получить данные в течение нескольких дней после того, как образцы будут доставлены с поля, что позволяет получить лучшие результаты практически в режиме реального времени», — поясняют специалисты.

Во время вулканических событий магма достигает поверхности Земли и извергается в виде лавы, которая может быть взрывоопасной в зависимости от количества газа. Если этот мелкозернистый материал, называемый тефрой, выпал в осадок в результате извержения, его можно собрать и быстро оценить.

Газель и докторант Кайл Дейтон выяснили, как использовать богатые диоксидом углерода флюидные включения, застрявшие в кристаллах оливина, для определения глубины, поскольку плотность диоксида углерода в этих включениях зависит от давления.

Эти жидкости можно быстро измерить с помощью калиброванного прибора рамановской спектроскопии, чтобы определить — в километрах — насколько глубоко отложилась магма и насколько глубоко находится светящийся резервуар.

В лаборатории Газеля разработаны более точные методы рамановской спектроскопии.

«Мы увеличили точность на порядки, с километров до метров, по сравнению с имеющимися геобарометрами. И мы также увеличили пространственное разрешение измерений включений с десятков микрон до одного микрона по сравнению с ранее доступными методами микротермометрии», — уточняют исследователи.

После пяти десятилетий бездействия новые жерла вулкана Кумбре Вьеха на острове Ла-Пальма на Канарских островах открылись и начали извергаться 19 сентября 2021 года. Через несколько недель Газель и Дейтон присоединились к небольшой элитной группе международных исследователей, изучающих вулкан.

Это исследование на Канарских островах привело Газель и Дейтона к изучению тефры для поиска кристаллов, которые, в свою очередь, предоставляют данные для улучшения моделей и прогнозов извержений.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Достижения науки (2023)

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Имплантируемые батареи, потребляющие кислород, помогают убить рак

580 Несмотря на десятилетия исследований и десятки миллиардов долларов, потраченных на исследования и лечение во …