Два вулкани за 20 кілометрів один від одного виявилися пов'язані із загальним резервуаром магми

Американські геологи виявили, що магматичні камери двох вулканів на півдні Японії, що знаходяться на відстані понад 20 кілометрів один від одного, пов'язані із загальним резервуаром магми. Раніше про подібні з'єднання між вулканами, розташованими досить далеко один від одного, можна було судити лише за непрямими ознаками. Довести існування єдиної магматичної системи для віддалених вулканів вдалося вперше, пишуть вчені в.

Зараз досить добре досліджено, як вулкани реагують на погодні зміни або землетруси, проте як виверження одного вулкана може позначитися на активності другого - практично нічого невідомо. При цьому часто вулкани розташовуються групами, перебуваючи в безпосередній близькості або на деякій відстані один від одного. Тому оцінка ймовірності виверження конкретного вулкана при активності сусіднього - важливе завдання, особливо для жителів тих населених пунктів, які розташовуються поблизу. На основі непрямих даних (наприклад за зареєстрованими випадками одночасного виверження) вулканологи вважають, що принаймні деякі групи, що включають в себе кілька вулканів, розташованих відносно недалеко один від одного, можуть бути пов'язані між собою в загальну магматичну систему з єдиним підземним резервуаром магми. Тим не менш, ніяких прямих геодезичних даних, що підтверджують можливість такої системи для вулканів, розташованих хоча б в десятці кілометрів один від одного, до сьогоднішнього дня відомо не було.

Підтвердити наявність такої системи вперше вдалося американським вулканологам під керівництвом Елоді Бразланд (Elodie Brothelande) з Університету Маямі. Вчені досліджували два вулкани, розташовані в південній частині японського острова Кюсю - Кірісімой і Сакурадзімою. Відстань між вулканічним кластером Кіросіма і вулканом Сакурадзіма, який знаходиться в центрі вулканічної кальдери Айра, становить близько 22 кілометрів. Відомо, що вулканічна активність обох вулканів викликана субдукційною взаємодією між Філіппінською і Євразійською літосферними плитами.

Щоб оцінити можливу пов'язаність цих двох вулканічних систем, вчені проаналізували дані, отримані протягом декількох років до і після виверження вулкана Кіросіма в 2011 році на 32 GPS-станціях, розташованих поблизу самого вулкана, а також - навколо вулканічної кальдери Айра. Оцінивши, як за цей час змінювалася відстань між станціями, вчені зробили висновки про деформацію земної кори - як у горизонтальному, так і у вертикальному напрямку.

Для кожної з двох вулканічних систем вчені виділили періоди збільшення і зменшення їх загального обсягу. Для вулканічної групи Кирисима, в якій і відбувалося виверження, зміни виявилися більш вираженими: приблизно за рік до виверження почалося різке «роздмухування» всієї системи, яке змінилося сильним зменшенням обсягу безпосередньо під час виверження, після чого магматична камера знову стала розширюватися. Приблизно через рік цей процес завершився. Для кальдери Айра зміни носили інший характер: повільне розширення вулканічної системи спостерігалося протягом практично всього періоду спостережень, але єдиний короткий період різкого стиснення припав рівно на той момент, коли вивергався сусідній вулкан. Повільне стиснення тривало протягом ще приблизно року, після чого система знову повернулася до режиму повільного збільшення обсягу.

Виходячи з отриманих даних автори роботи зробили однозначний висновок, що дві цих вулканічних системи пов'язані між собою загальним підземним резервуаром магми. Крім того, на основі численних даних вчені запропонували і найбільш вірогідний механізм взаємодії між вулканічною системою Кирисима і кальдерою Айра, яке здійснюється за рахунок гідравлічного зв'язку всієї магматичної системи. Геофізики розглянули таку систему резервуарів і каналів, при яких динаміка деформацій земної кори буде відповідати виміреним даним.

Автори роботи відзначають, що отримані ними дані дозволять точніше оцінити можливі розміри підземних магматичних систем, а також допомогти при розробці більш точних систем для прогнозування вивержень.

Щоб визначити точні механізми, за якими відбуваються вулканічні виверження і ті причини, які до них призводять, іноді геофізики використовують досить незвичайні експериментальні моделі. Наприклад, за допомогою установки, що являє собою ємність з желатином і підфарбованою водою, дослідникам вдалося змоделювати процес зміни тиску в вулканічних каналах, перехід магми з вертикальних каналів в горизонтальні і потенційний викид газів.