У травні 2018 року вулкан Кілауеа на Гаваях вивергався кілька разів поспіль, викидаючи попіл на висоту понад 9 000 метрів (30 000 футів) у небо. Хоча пошкодження міст, поглинутих лавою, виглядали трагічно знайомими, виверження мали настільки незвичні особливості, що вулканологи вивчали їх протягом шести років і врешті-решт виявили нову причину, яка їх пояснювала.
Коли виверження кратера Халемаумау вперше відбулося, його порівнювали з виверженням цього ж вулкану 1924 року. Було дуже цікаво вивчати все: від утворення хмар пірокумулусу до блакитного вогню, спричиненого вивільненням газу метану. Ми навіть побачили кілька нових островів.
Вибухові виверження вулканів зазвичай пояснюють або фрагментацією магми під час декомпресії, або випаровуванням підземних вод. Часто це трохи з колонки А, трохи з колонки Б, до такої міри, що вулканологи розміщують виверження на фреатично-магматичному спектрі за часткою кожного з них.
Однак доктор Джош Крозьє, який досліджував виверження Кілауеа в рамках своєї докторської дисертації в Університеті штату Орегон, сказав у своїй заяві: “Ці виверження досить цікаві тим, що вони, здається, не пов’язані ні з тим, ні з іншим. Вивержений матеріал містив дуже мало того, що було б схоже на свіжу магму, яка була вивержена, але також немає жодних доказів того, що до виверження були залучені значні підземні води”.
Виверження з (можливо) безпечної відстані.
На іншому вулкані загадка могла б залишитися, але Кілауеа вкритий датчиками. Крім того, було багато можливостей спостерігати за повторенням події, оскільки, хоча вони відрізнялися від інших вивержень, 12 вибухів за 10 днів узгоджувалися один з одним. “Ця дивовижно повторювана послідовність є однією з найкраще зафіксованих вибухових вивержень у світі”, – пишуть Крозьє та співавтори.
Потоки лави, які завдали стільки шкоди, утворилися з магми, що витікала з підземного резервуару, розташованого за 40 кілометрів (25 миль) від місця виверження. Крозьє та його колеги дійшли висновку, що падіння магми спричинило серію землетрусів, які призвели до руйнування земної кори і підвищення тиску в резервуарі. Землетруси мали середню магнітуду 4,7 бала, тож це були не маленькі події.
Крім виснаженої магми, резервуар містив магматичний газ і уламки, які при підвищенні тиску вирвалися через вентиляційний отвір у кратер вище. Дослідники називають це ефектом “ракети, що тупотить”, на честь іграшки, яку запускають, сильно наступивши на повітряну подушку.
“Тупіт” – це цілий кілометровий шматок породи, що падає вниз, тисне на кишеню, а потім виштовхує матеріал прямо вгору”, – сказав Крозьє. Труба в даному випадку – це 600-метровий (2000 футів) трубопровід до поверхні, а ракета щосекунди викидає близько 3000 кубічних метрів (106 000 кубічних футів) частинок, що дорівнює об’єму олімпійського плавального басейну.
Довести, що саме ефект ракети, що тупотить, є причиною цього явища, наразі неможливо, але Крозьє зі співавторами провели моделювання, яке, за їхніми словами, показує, що це пояснення є правдоподібним.
Порада для тих, хто думає побудувати свій будинок на вулкані: кальдери часто руйнуються. Обставини не завжди будуть сприятливими для тупотіння, але це, ймовірно, траплялося багато разів, і вулканологи не мали інформації, щоб виявити це. На основі обмежених даних про виверження того ж вулкану в 1924 році, автори вважають, що виверження могло відбутися за тим же механізмом, але з виверженнями після обвальних землетрусів в інших місцях.
Поєднання тривалого моніторингу та повторення події дозволило вулканологам пов’язати властивості шлейфу, який утворює виверження, з геофізичними спостереженнями.
“Такий зв’язок дуже рідкісний, – сказав професор Джо Дюфек. “Він вказує нам на нові способи спостереження за виверженнями і поєднання сенсорних вимірювань з комп’ютерним моделюванням для кращої оцінки небезпеки вивержень”.
