Вчені попереджають, що гігантський супервулкан у Каліфорнії спить, але він неспокійний

Нове дослідження, проведене вченими Каліфорнійського технологічного інституту (CIT), свідчить, що кальдера Лонг-Веллі на сході Каліфорнії неспокійно хитається і обертається, коли її глибока магматична камера охолоджується для великого і тривалого сну.

Востаннє вулкан вивергався приблизно 100 000 років тому. Задовго до цього він вивергнув стільки попелу, що поховав сучасне місто Лос-Анджелес під кілометровим шаром осадових порід.

Сьогодні вулкан Лонг-Веллі існує у відносно млявому стані. Але на східному фронті Каліфорнії не все спокійно. Наприкінці 1970-х років з кальдери – западини, яка знаходиться на вершині похованого вулкана, – почав виходити рій землетрусів.

Протягом десятиліть після цього вулкан регулярно створював періоди “вираженого неспокою”, які надували і здували землю.

На щастя, це не обов’язково ознака неминучої загибелі. Дослідники з CIT знайшли докази того, що вся ця метушлива активність пов’язана з охолодженням супервулкану, а не з його нагріванням.

“Ми не думаємо, що регіон готується до нового виверження супервулкану, але процес охолодження може вивільнити достатньо газу і рідини, щоб викликати землетруси і невеликі виверження”, – говорить геофізик Чжунвень Чжан.

“Наприклад, у травні 1980 року лише в цьому регіоні сталося чотири землетруси магнітудою 6 балів”.

Висновки команди ґрунтуються на даних, зібраних зі 100-кілометрової ділянки оптоволоконного кабелю за допомогою розподіленого акустичного зондування.

Протягом півтора року дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту використовували цю взаємопов’язану систему, яка еквівалентна 10 000 окремих сейсмометрів, для каталогізації понад 2 000 сейсмічних подій, багато з яких не були б відчутні для людей на землі.

Потім ці дані були підключені до алгоритму машинного навчання, який перетворив вимірювання на карту кальдери і вулкана, що лежить під нею, з високою роздільною здатністю.

Етторе Біонді, сейсмолог з Каліфорнійського технологічного інституту і перший автор дослідження, каже, що це перший випадок, коли мережа глибоко розподілених акустичних датчиків виявила динаміку земних надр.

Отримані зображення мають “виняткову бічну роздільну здатність” на глибинах до 8 кілометрів, стверджує команда. Навіть зображення глибших ділянок, до 30 кілометрів, були отримані з “чудовим рівнем деталізації”.

Результати показують чіткий поділ між великою магматичною камерою вулкана, розташованою на глибині 12 кілометрів під поверхнею, і неглибокою гідротермальною системою, що знаходиться вище.

Схоже, що коли глибша камера охолоджується, гази і рідини виходять на поверхню, що, можливо, спричиняє землетруси і здуття ґрунту.

Схема, що зображує магматичну камеру під кальдерою Лонг-Веллі. Схему було розроблено на основі томографічного зображення з використанням сейсмічних хвиль. (Biondi et al. Science Advances, 2023)

Цей ефект кипіння міг “викликати спостережувану деформацію поверхні та сейсмічність”, пишуть дослідники.

Це відрізняється і є набагато менш небезпечним, ніж те, що відбувається під час активного виверження вулкана, коли магма в камері вулкана виштовхується у верхні шари кори і виходить назовні.

Те, як сейсмічна активність проходить через ці шари, свідчить про те, що верхня частина магматичної камери має затверділу кришку з кристалізованої породи, яка з часом охолола.

Дослідники кажуть, що в міру того, як активність супервулкану згасає, його “серце, що б’ється”, поступово сповільнюється.

Команда планує виміряти ці останні удари на 20-кілометровій глибині за допомогою 200-кілометрового кабелю сейсмічних датчиків.

Дослідження було опубліковано в журналі Science Advances..