Когда зимой 2018 года Ив Муссаллам, вулканолог из Колумбийского университета, прогуливался в Вануату вокруг вулкана Амбрим, земля была покрыта зеленью и пять озер раскаленной породы горели в кальдере вулкана. Однако всего через две недели он увидел пейзаж, лишенный цвета. Серый пепел покрывал каждую скалу и расщелину, и озера оставались пустыми, лава из них исчезла, как вода, стекающая по стоку. Складывалось впечатление, что все стало черно-белым. Вся область кальдеры полностью изменилась.
Неожиданные изменения
Эта трансформация произошла после необычайного извержения, которое удивило ученых тем, как оно происходило. В то время как часть лавы из близлежащих трещин вспыхнула, подавляющее большинство ее переместилось под землю. Это был настолько большой кусок магмы, что им можно было бы заполнить 160 000 олимпийских плавательных бассейнов. Как сообщают ученые, земля раскололась, а лава оказалась на морском дне.
Странное извержение
Вулканолог Клайв Оппенгеймер из Кембриджского университета, говорит, что это было своего рода обратное извержение. Это было не вещество, выходящее из-под земли, это магма, мигрирующая под землю.
Новое исследование, проведенное в сотрудничестве с Департаментом метеорологии и геологических угроз Вануату, представило подробную картину активности Амбрима, что может помочь геологам разгадать множество процессов, связанных с вулканической активностью.
«Как вулканологи мы всегда пытаемся понять, что происходит в километрах под нашими ногами, и это может быть довольно трудно, потому что у нас нет прямого доступа к магматическим резервуарам», - считает Тара Шрив, ведущий автор нового исследования и доктор философии, кандидат наук, работающая в Институте физики мира в Париже. Но новое исследование объединяет множество подсказок, что позволяет лучше понять события, происходящие на большой глубине, предоставляя важные подробности о вулканических способностях Амбрима и разнообразии опасностей, которые могут представлять такие извержения.
«Это не похоже на лабораторную науку, где вы можете проводить и проводить один и тот же эксперимент снова и снова», - говорит Эмили Монтгомери-Браун, геодезист из Калифорнийской обсерватории геологической службы США. Ученые многому учатся на каждом извержении.
Случайное наблюдение
Изначально Муссаллам отправился в Амбрим в рамках исследования, посвященного анализу газов, исходящих от вулканов через дугу Вануату. Этот проект финансировался Национальным географическим обществом. Они следили за газами в трех из лавовых озер Амбрима. Две недели спустя они готовились к вылету домой из столицы Вануату, Порт-Вилы, когда получили известие: началось извержение Амбрима.
Команда взяла вертолет и полетела обратно на остров, чтобы увидеть разницу. Расплавленные озера исчезли. Поток лавы остыл на большом расстоянии от вулкана. Соседние деревья потрескивали от огня. Сначала они предположили, что магма вырвалась на поверхность, опустошив все вокруг. Но позже они обнаружили, что извержение все еще продолжалось глубоко под их ногами.
Последствия
Сильные землетрясения начали раскачивать остров, и огромные трещины прорезали землю, образуя ступени в ландшафте. В прибрежной деревне Памал, в 13 километрах от края кальдеры, дороги были разделены на две части, а дома были разрушены. Под одним из зданий земля раскололась, и сооружение буквально повисло в воздухе.
Ученые понимали, что какие-то процессы еще продолжались. Для них было удивительно, что это происходило далеко от того места, где началось извержение.
Что случилось с вулканом
Сопоставляя спутниковый анализ с наблюдениями на земле, группа позже узнала, что все это было частью многодневного процесса, когда 4 миллиарда кубических метров магмы сместились на восток, протискиваясь через глубокие трещины под островом на протяжении более 16 километров.
Это внезапное увеличение объема подземного вещества толкнуло берега вверх примерно на два метра, из-за чего обширные пространства кораллов и красных водорослей оказались на смертельном для них солнечном свете. Последствия также ощущались и в самой кальдере на вершине вулкана, которая опустилась примерно на 2 с половиной метра.
18 декабря, через четыре дня после начала извержения, вулканическая пемза вымылась на восточном побережье острова - вероятно, в результате того, что магма наконец-то просочилась из подземных вод в прибрежные воды.
Вглядываясь в Землю
Этот тип осушения через глубокие трещины в земле, известный как вулканизм рифтовой зоны, не является чем-то нестандартным, но случай с Амбримом весьма маловероятен.
Вулканизм рифтовой зоны наиболее распространен в местах, где разделяются тектонические плиты, а растяжение в земной коре разрывает землю. Взять, к примеру, глубокие трещины, обнаруженные в исландских вулканах, которые часто совпадают с тектоническими плитами, края которых проходят под этой островной страной. Монтгомери-Браун объясняет, что рифтовый вулканизм также ответственен за большую активность в Килауэа, которая вместе с нижележащими склонами Мауна-Лоа медленно спускается в море.
Напротив, Вануату находится вблизи зоны тектонических столкновений между Тихоокеанской и Индо-Австралийской плитой. Тем не менее последний анализ показывает, что напряженное положение Вануату не является проблемой. Разлом, который осушил магму, ориентирован таким образом, что две стороны разделяются в направлении наименьшего сжатия, что позволяет перелому раздуваться «как подушка для спины», говорит Монтгомери-Браун. Моделирование команды предполагает, что в некоторых местах карман магмы внутри трещины, вероятно, выпирал более чем на 4 метра.
По словам Филипсона Бани, вулканолога из французского Института исследований по развитию, весьма любопытно то, что случилось с газом вулкана. Амбрим на протяжении многих лет является одним из величайших в мире природных источников выбросов углекислого и других вулканических газов. Как он поддерживал такую активность, остается загадкой. Затем произошло извержение, и почти за ночь эта фабрика по производству газа, казалось, отключилась.
Прогнозы
Муссаллам отмечает, что еще могут появиться новые признаки извержения Амбрима. В настоящее время он изучает химию лавы, которая, по-видимому, состоит как минимум из двух разных композиций, вероятно, происходящих из отдельных резервуаров. Хотя для подтверждения находки требуются дополнительные исследования, это намекает на то, что из-за извержения могла образоваться новая связь между двумя резервуарами.
Детальный анализ вулканических систем, как и это последнее изучение Амбрима, важен для понимания механизма извержений вулканов. Такая работа может даже дать подсказки о запасах магмы вулкана, показывая, сколько расплавленной породы может быть доступно для будущих извержений.
Возможности ученых
Всего за несколько месяцев до происшествия с Амбримом лавовые озера Килауэа на Гавайях вышли из глубоких трещин на склонах вулкана. Но Монтгомери-Браун и ее коллеги недавно обнаружили, что обширное извержение Килауэа и разрушение кратера на вершине произошли в результате высвобождения всего лишь 11–33 процентов ее неглубокого магматического резервуара. Эта находка вызвала много вопросов, в том числе о том, почему извержение вообще прекратилось.
Таким образом, оба извержения дают возможность изучить динамические и разнообразные способы работы вулканов. Оба вулкана сейчас находятся в фазе восстановления, и главный вопрос, который интересует ученых: что будет дальше?
