Почему ученые обеспокоены?

Некоторые вулканические системы проявляют настолько разрушительную силу, что если бы всю их магму собрать в бассейн площадью 3 – 4 квадратных километра, то он бы заполнился до высоты примерно 12 километров. После таких масштабных событий на месте горы остается только огромная и относительно мелкая впадина, которую называют кальдерой. Именно к таким объектам относится подводная кальдера Кикай, расположенная вблизи берегов Японии, последняя катастрофа которой произошла примерно 7 300 лет назад, пишет Phys.org.

Смотрите также В Карпатах есть вулкан, который может проснуться: его извержения всколыхнули всю Европу

Это было самое масштабное извержение в текущем геологическом периоде – голоцене. Хотя науке известно, что подобные системы способны к повторным взрывам, механизмы подготовки к ним до сих пор остаются загадкой, что делает прогнозирование почти невозможным.

Для решения этой проблемы геофизик Сеама Нобуказу из Университета Кобе вместе с коллегами из Японского агентства морских наук и технологий (JAMSTEC) провел масштабное исследование. Подводное расположение объекта парадоксальным образом стало преимуществом, поскольку позволило применить системное сканирование на больших площадях.

Ученые использовали массивы пневматических пушек для создания искусственных сейсмических импульсов, а специальные донные сейсмометры фиксировали, как эти волны проходят сквозь земную кору. Такая технология помогла детально изучить состояние недр под вулканом.

Результаты работы, обнародованы 27 марта в научном издании Communications Earth & Environment, подтвердили существование огромного резервуара, заполненного магмой, непосредственно под местом древнего извержения.

Исследователям удалось установить его точные размеры и форму. Анализ показал, что по своему расположению и масштабам это тот самый магматический бассейн, который питал вулкан тысячелетия назад. Однако дальнейшее изучение принесло неожиданное открытие: вещество внутри резервуара не является остатками после прошлого взрыва.

Все начинается снова

В течение последних 3 900 лет в центре кальдеры постепенно формировался новый лавовый купол. Химический анализ материалов этого купола и другой недавней активности продемонстрировал, что их состав существенно отличается от того, что извергалось 7 300 лет назад.

Это дает основания утверждать, что под куполом сейчас накапливается совершенно новая магма, которая недавно попала в систему. На основе этих данных была предложена общая модель того, как восстанавливаются запасы энергии в гигантских кальдерах.

Предложенная модель повторного наполнения магмой согласуется с данными о состоянии других известных супервулканов, таких как Йеллоустоун в Соединенных Штатах Америки или Тоба в Индонезии.

Что это нам дает?

Понимание циклов поставки магмы после катастрофических событий является критически важным для безопасности планеты. Сеама Нобуказу отмечает, что главной целью команды является совершенствование методов наблюдения, чтобы точно определять ключевые индикаторы будущих гигантских извержений.

Дальнейшие исследования помогут глубже понять процессы инъекции новой расплавленной породы в кору и подготовиться к возможным вызовам со стороны скрытых под водой великанов.

В чем разница между обычным вулканом и супервулканом?

Обычный вулкан и супервулкан отличаются прежде всего масштабом извержений и их последствиями для планеты. Супервулкан не просто "большая версия", а скорее региональная вулканическая система с потенциалом к катастрофическим событиям.

  • Обычные вулканы формируют конические горы или щиты с четким жерлом, через которое выходит лава.
  • Супервулканы не имеют заметной вершины – после мегаизвержения образуется кальдера (огромная впадина), потому что крыша магматической камеры обваливается.

Кальдеры супервулканов, например Йеллоустоун (США) или Тоба (Индонезия), достигают десятков километров в диаметре, а их активность проявляется через гейзеры, фумаролы и землетрясения. Извержение супервулкана может длиться от дней до десятилетий, с пирокластическими потоками толщиной сотни метров, покрывающими тысячи квадратных километров.

Обычные извержения угрожают локальным регионам – цунами, лавовыми потоками или выпадением пепла на сотнях километров вокруг. Супервулканы же вызывают глобальные климатические изменения: пепел в стратосфере блокирует солнце по всей планете, вызывая "вулканическую зиму" на годы, как после Тобы 74 тысячи лет назад – крупнейшего извержения за 28 миллионов лет.

За последние 17 миллионов лет произошло всего 12 таких событий, с частотой раз в 50 тысяч лет, что делает их более редкими, чем падения крупных астероидов. Последствия включают массовое вымирание, голод и охлаждение планеты на 5 – 10 градусов.

На планете около 20 супервулканов, среди них Йеллоустоун, Камп Флегрей (Италия) и Таупо (Новая Зеландия). Обычных же вулканов гораздо больше. По разным оценкам, по всей планете можно найти не менее 1500 активных наземных вулканов. Каждый год извергаются от 50 до 70 из них. Одновременно в состоянии извержения обычно находятся около 20 объектов по всему миру.

Подводных вулканов значительно больше – по оценкам ученых, на дне океанов может быть более миллиона вулканических структур. Большинство из них небольшие, но именно они ответственны за 75% всего годового объема магмы, выходящей на поверхность.