Розговорити вулкан за допомогою лазера: вчені знайшли спосіб передбачити виверження

Наука про вулкани надзвичайно важлива для поліпшення розуміння того, як вони працюють і що змушує їх вивергатися. Дослідники вважають, що розуміння цих процесів зрештою дасть змогу захистити людей, які живуть поблизу цієї "небезпеки в режимі сну", пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Чому вулкани вивергаються

У новому дослідженні вчені з Університетів Квінсленду й Аделаїди зосередилися на використанні лазерної технології, яка допомагає вивчити хімічний склад вивергнутої магми з плином часу. Річ у тім, що саме хімічний склад магми впливає на її плинність, вибухонебезпечність, а також загалом на потенціал небезпеки. Дослідники вважають, що результати їхнього дослідження можуть допомогти в майбутньому моніторингу та прогнозуванні вулканічних вивержень.

Магма — це розплавлена порода, що складається з рідини, газу та кристалів, які ростуть у міру того, як температура магми падає під час її руху до поверхні планети. Коли розплавлена порода вивергається, вона перетворюється на потік лави та вивільняє газ, а потім охолоджується та перетворюється на вулканічну породу. Ця порода містить кристали, які повільно охолоджуються всередині вулкана та, по суті, є вбудованими в тоншу кам'яну матрицю, яка швидко застигає на поверхні.

Учені відзначають, що кристали, які утворилися в надрах вулкана, — це чудовий архів підготовки до виверження. Однак вони також можуть заважати в тих випадках, коли дослідники намагаються зосередитися на розплаві, що несе їх на поверхню, і на тому, як змінюється його властивості під час виверження.

Щоб ізолювати сигнал розплаву, вчені використали ультрафіолетовий лазер, подібний до того, що використовується в хірургії, — це дало змогу їм підірвати матрицю породи між більшими кристалами. Потім дослідники проаналізували генеровані лазером частинки, використовуючи мас-спектрометрію. В результаті їм вдалося визначити склад вулканічної матриці.

Дослідники зазначають, що цей метод дає змогу швидко й детально виміряти хімічний склад розплаву та його еволюцію з плином часу. Порівняно з традиційнішими методами аналізу, цей значно прискорює процес.

Руйнівна катастрофа на Канарських островах

Дослідження вчених було зосереджене на виверженні вулкана на острові Ла Пальма 2021 року, яке стало найруйнівнішим за всю історію Канарських островів. Загалом за три місяці, з вересня до грудня 2021 року, близько 160 мільйонів кубометрів лави вкрили понад 12 квадратних кілометрів суші. Унаслідок виверження було зруйновано понад 1600 будинків, а близько 7 000 людей довелося евакуювати.

Під час дослідження вчені проаналізували зразки лави, які систематично збирали колеги в Іспанії протягом усіх трьох місяців виверження. Вчені використовували лазерний метод і змогли побачити зміни в хімічному складі лави, пов'язані зі змінами в землетрусах і викидах діоксиду сірки, а також типі вивержень. Дослідники змогли вивчити перехід від густої лави на початку виверження до рідкої, яка утворила швидкі лавові річки й тунелі.

Крім того, вченим вдалося виявити ключову зміну в хімічному складі лави приблизно за 2 тижні до завершення виверження, що передбачає охолодження магми. Автори дослідження зазначають, що подібні зміни надалі можна використовувати як сигнал про припинення виверження різних вулканів у майбутньому.

Прогнозування вулканічної активності

Дослідники зазначають, що людство, на жаль, не може запобігти виверженню вулкана, проте їхній моніторинг уже покращився за останні кілька десятиліть. Усе це дає змогу "зазирнути всередину вулкана" та краще прогнозувати їхню активність.

Учені вважають, що цей новий лазерний метод можна використовувати для вивчення вулканічних зразків — зрештою він може пролити світло на еволюцію вивержень загалом, а також допоможе дослідникам зрозуміти, як та коли вони починають вивергатися.

Раніше Фокус писав про те, що супервулкан в Італії перебуває на межі масштабного виверження.