В 2012 году на вулкане Толбачик произошло трещинное извержение, в результате которого сформировалось огромное лавовое поле площадью 46 квадратных километров. При этом в отдельных местах толщина наслоившихся потоков превышала 100 метров.
Добраться до вулкана довольно проблематично, тем более сложно проводить на его поверхности постоянные измерения. Поэтому сотрудники Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН исследовали лавовое поле вулкана Толбачик с помощью радиолокационных данных спутников, которые позволяют определять смещения земной поверхности с очень высокой точностью: до сантиметров и даже миллиметров.
Изучение лавового поля важно с той точки зрения, что учёные в этом случае получают лучшее представление о том, как именно происходит извержение, какие породы выбросил вулкан и какие последствия ждут окружающие территории и мир в целом. Тут стоит вспомнить, как исландский вулкан надолго лишил Европу нормального авиасообщения.
В случае Толбачика российские исследователи фактически провели изучение образовавшегося в результате извержения лавового поля с орбиты. Теперь они смогут спрогнозировать последствия изержения в других частях мира, проанализировав снимки со спутника.
Российские учёные оценивали изменение лавового поля по сериям спутниковых данных, которые были сделаны европейским спутником Sentinel-1 с 2017 по 2019 годы.
Оказалось, что большая часть поверхности лавового поля проседала примерно на 80 мм/год и была пропорциональна толщине наслоившейся из-за извержения лавы.
Однако вокруг кратера Набоко и конуса Клешня происходило что-то странное. Здесь оседание лавы было очень быстрым: от 285 до 261 мм в год (с 2017 по 2019 год соответственно).
И именно в область конуса Клешня, по наблюдениям вулканологов, в процессе извержения поступали огромные объёмы расплавленной лавы. Здесь поток даже разделился на два рукава, которые сформировали Ленинградское и Толудское лавовые поля.
Чтобы понять, отчего же наблюдается такая сильная разница в скорости изменения новой поверхности, учёные построили детальную математическую модель. Она показала, как остывает лава и, как следствие, оседает поверхность лавового поля, как этот процесс зависит от температуры и содержания пор, стёкол (незакристаллизованной части лавы) и кристаллов в той магме, что выбросили на поверхность недра Земли. Для этого учёные Института физики Земли РАН использовали имеющиеся данные о составе лав Толбачика.
Модель позволила впервые определить физические параметры лавы внутри лавового потока. (С линейкой, ручкой и термометром учёному в лавовом потоке точно не удастся постоять. А ведь изучать лаву необходимо, чтобы понимать её поведение.)
Благодаря спутниковым данным, которые приобретают всё большее значение в самых разных областях науки, стало понятно, что те, части лавового поля, где фиксируется быстрое погружение поверхности, накопление лавы шло очень быстрыми темпами.
Кроме того, благодаря модели, стало понятно, что во время извержения прямо под кратером Набоко образовалась система лавовых труб и каналов. Вулканологи видели, как эти трубы постепенно опустошались во время извержения, лава стекала во внешнюю часть поля, что привело к образованию множества пустот и лавовых труб.
Области аномально быстрого оседания, вероятнее всего и располагаются над такими "лавовыми пещерами".
Российские учёные в своей статье приходят к выводу: в будущем спутниковые методы изучения и наземные исследования вулканов повысят достоверность прогнозов будущих возможных извержений.
В конечном итоге такого рода работа снизит риски, связанные с извержениями. А это не только опасность для жителей и инфраструктуры в окрестности вулканов, но и опасность для авиасообщения и вклад в изменения климата Земли.
Больше важных и интересных новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
