Vulkāni: Kur atveras nākamā atvere?

Jaunais modelis paredz turpmāko uzliesmojumu atrašanās vietu

Augsta riska zona: skats uz supervulkāna Campi Flegrei kalderu netālu no Neapoles. Kur šajā vulkāna apgabalā varētu notikt nākamais lavas uzliesmojums, tagad tiek prognozēts jauns modelis. © Džuzepe Vilardo / INGV-OV GeoLab
lasīt skaļi

Ierobežots risks: jauns modelis var paredzēt, kur nākamā lavas iziešana notiks pie vulkāna - izaicinājums, kuru līdz šim ir bijis grūti sasniegt. To ļauj veikt ģeofizisko datu apvienojums ar statistisko metodi, kā pētnieki ziņo žurnālā "Science Advances". Super vulkāna Campi Flegrei tuvumā Neapolē jaunais modelis jau ir pierādījis savu precizitāti.

Pat nākamā pārtraukuma laika prognozēšana ir izaicinājums aktīvam vulkānam. Bet tas kļūst vēl grūtāk, ja vēlaties precīzi prognozēt, kur vulkānā izbēgs lava. Tāpēc, ka bieži magma izjauc jaunu zemi un iziet no vulkāna sāniem vai pat jūdžu attālumā, piemēram, Bardarbunga Islandē vai Kilauea Havaju salās.

Prognozes problēma

Tas ir vēl ekstrēmāk ar supervulkāniem: to milzīgo kalderu burtiski var perforēt mazāku izvirdumu skursteņi. "Kaldera bieži izskatās kā zāliens, kas pārklāts ar pauguriem, " saka pirmā autore Eleonora Rivalta no Potsdamas Vācu ģeoloģijas zinātņu centra GFZ. Turklāt: šādas kaldera izvirdumi ir reti un ar laiku ir tālu viens no otra. Attiecīgi ir grūti paredzēt nākamā izvirduma vietu šādā kaldera vulkānā.

"Līdz šim izmantotie modeļi bija balstīti uz iepriekšējo izvirdumu vietu statistiku, " saka Rivalta. Procesa laikā vulkanologi pieņēma, ka esošās ventilācijas atveres veido vājās vietas apakšējā virsmā, kas var likt magmai nākamreiz vieglāk pacelties. Tomēr Rivalta un viņas komanda paskaidro: daudzi atveres ir "vienreizēji atveres", jo tās ir aktīvas tikai slimības uzliesmojuma laikā, bet pēc tam vairs ne.

Ģeofizika apvienojumā ar statistiku

Tāpēc pētījumu grupa tagad ir izstrādājusi jaunu metodi ventilācijas atveru stāvokļa prognozēšanai. "Mēs izmantojam visjaunākās fiziskās zināšanas par to, kā magma izplatās pazemē, apvienojot to ar statistikas procesu un zinot vulkāna struktūru un vēsturi, " skaidro Rivalta. Konkrēti, pētnieki nosaka tādus faktorus kā magmas kameras atrašanās vieta, stresa sadalījums zemē vai vulkāna izvirdumu vieta. displejs

Pēc tam zinātnieki apvieno šo fizisko modeli ar statisko metodi, tā saukto Montekarlo simulāciju. "Mēs noskaņojam fiziskā modeļa parametrus, līdz tie atbilst iepriekšējiem erupējošajiem modeļiem. Tad mums ir funkcionējošs modelis un to varam izmantot, lai prognozētu turpmākos uzliesmojumus, "saka Rivalta.

Pārbaude supervulkānā

Cik precīzs ir jaunais modelis, pētnieki pārbaudīja, izmantojot Kampi Flegrei piemēru netālu no Neapoles. Pirms 40 000 gadiem, pirms 29 000 un pirms 15 000 gadiem, šis supervulkāns ir piedzīvojis nozīmīgus izvirdumus, kas pusi Eiropas pārklāja ar pelniem un atstāja aiz sevis milzu kalderu. Kopš tā laika daudzi nelieli izvirdumi ir atstājuši vairāk nekā 70 ventilācijas atveres vulkāna apgabalā. Nesen arvien vairāk pazīmju liecina, ka supervulkāns virzās uz jaunu lielu izvirdumu - kas varētu skart vairāk nekā vienu miljonu cilvēku.

Monte Nuovo ir Kampi Flegrei pēdējā nelielā izvirduma skurstenis 1538. gadā. Mauro Antonio Di Vito

Pārbaudei pētnieki padeva savu modeli ar šī supervulkāna ģeofizikālajiem datiem un sākotnēji rekonstruēja dažu agrāko ventilācijas vietu atrašanās vietu. Viņu atrašanās vietas informācija, ar kuru viņi iepriekš nebija paēduši. Un patiešām rezultāti atspoguļoja pakāpenisku ventilācijas atveru maiņu un arī paredzēja pēdējā izvirduma vietu. Tas notika 1538. gadā uz Monte Nuevo kaldera ziemeļaustrumu stūrī - apgabalā, kuru iepriekšējās prasības uzskatīja par maz ticamu.

Turpmākie uzliesmojumi draud ziemeļaustrumos

Vēl svarīgāk ir tas, ka jaunais modelis arī paredz, kur sagaidīt turpmākos Campi Flegrei uzliesmojumus. Attiecīgi jaunas atveres, visticamāk, varētu rasties kalderas ziemeļaustrumos. Kā ziņo pētnieki, visticamāk izvirduma zona veido gredzenu 2, 3 ​​līdz 4, 5 kilometru attālumā no kaldera centra. Tāpēc šī riska zona neatrodas vulkāna apgabala iegremdētajā daļā, bet gan blīvi apdzīvotās piekrastes zonas vidū.

Vai modelis ir tik precīzs attiecībā uz citiem vulkāniem, pētnieki vēlas izpētīt nākamo. "Ja mūsu metode darbojas labi ar citiem vulkāniem, tā var palīdzēt labāk plānot zemes izmantošanu vulkānu apgabalos un ar lielāku noteiktību prognozēt turpmāko izvirdumu vietu nekā iepriekš, " saka Rivalta. (Science Advances, 2019. gads; doi: 10.1126 / sciadv.aau9784)

Avots: Helmholtz Center Potsdam GFZ Vācu ģeoloģijas zinātņu pētījumu centrs

- Nadja Podbregar