Ученые раскрыли тайну вулканических толчков под Олдойньо Ленгаи

Ученые определили происхождение загадочных вулканических толчков под вулканом Олдойньо Ленгаи в Танзании, обнаружив сложную систему связанного движения магмы. Как функционируют вулканы под их каменистой поверхностью? Что вызывает грохочущие вибрации, называемые тремором, которые возникают, когда расплавленная порода или газы поднимаются по подземным каналам? Профессор доктор Мириам Кристина Райсс, вулканолог-сейсмолог из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце (JGU), и ее исследовательская группа проследили эти сигналы тремора под вулканом Олдойньо Ленгаи.

«Мы смогли не только обнаружить тремор, но и определить его точное положение в трех измерениях — его местоположение и глубину под поверхностью», — сказала Райсс. «Особенно поразительным было разнообразие различных сигналов тремора, которые мы зафиксировали».

Работа команды дает новое представление о том, как магма и газы движутся внутри планеты, и может помочь ученым лучше понять поведение вулканов. Их исследование также имеет практическое значение, поскольку однажды может сделать прогнозы извержений вулканов более точными. Результаты были опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Тремор как окно в вулканическую активность

Когда магма поднимается из глубин Земли, она может заставить землю дрожать. Под высоким давлением магма может раскалывать окружающую породу, вызывая землетрясения. Другие движения создают более слабые, непрерывные вибрации, известные как тремор. Они возникают, когда магма проталкивается через существующие каналы, когда пузырьки газа выходят, или когда давление колеблется внутри вулканических каналов.

«Для вулканической сейсмологии чрезвычайно интересно изучать эти сигналы и типы волн, которые возникают при движении магмы под поверхностью», — пояснила Райсс.

Ее исследование сосредоточено на двух ключевых вопросах: где именно начинается тремор и что вызывает его образование? Ответы раскрывают важные подсказки о внутреннем состоянии вулкана и уровне его активности.

Райсс и ее коллеги наблюдали за Олдойньо Ленгаи в течение 18 месяцев, используя массив сейсмометров, расположенных вокруг вулкана для записи вибраций грунта. Вернувшись в Майнц, они подробно проанализировали девятинедельный отрезок данных.

«Впервые мы смогли определить точное место, где возникает тремор», — сказала Райсс. «Мы обнаружили, что два типа тремора, по-видимому, связаны: один возник на глубине около пяти километров, а другой — у основания вулкана, с временной задержкой между ними. Ясно, что эти сигналы связаны, таким образом, мы видим здесь непосредственно связанную систему».

Олдойньо Ленгаи не похож ни на один другой вулкан на планете. Это единственный в мире активный карбонатитовый вулкан, производящий лаву, которая необычно текуча и относительно прохладна — около 550 градусов Цельсия, по сравнению с 650–1200 градусами, типичными для большинства магм.

«Результаты были особенно удивительными, потому что магма настолько текуча. Мы ожидали мало или совсем никакого тремора, так как взаимодействие с окружающей породой, вероятно, было бы слабее», — отметила Райсс.

Прогресс в науке о вулканической сейсмологии

Результаты команды знаменуют собой важный шаг вперед в понимании того, как магма движется внутри вулканов.

«Тремор возникает всякий раз, когда магма движется — в том числе и перед извержениями», — пояснила Райсс. «Но какие сигналы тремора являются истинными предвестниками извержения, а какие — просто фоновым «бульканьем»? Наши результаты закладывают основу для улучшения прогнозирования извержений в будущем».

Олдойньо Ленгаи, чье название на языке масаи означает «Гора Богов», является одним из самых необычных вулканов мира. Его уникальная карбонатитовая лава настолько жидкая, что течет почти как вода, а при застывании становится белой, из-за чего вулкан иногда называют «белым вулканом». Последнее значительное извержение здесь произошло в 2007–2008 годах, выбросив пепел на высоту до 15 километров.