Кристали от лава, изригнали от вулкани преди повече от половин век, могат да разкрият тайни за това кога могат да избухнат следващото, твърди ново проучване.

Американски учени анализираха кристали, образувани във вид пореста скала, избухнала от вулкана Килауеа на Хавай през 1959 г.

Кристалите са имали странна форма, която заедно със симулациите на компютърно моделиране може да предскаже бъдещи и потенциално фатални изригвания, казват експертите.

Въпреки че кристалите са взети от изригването на Килауеа през 1959 г., вулканът все още е активен и е разрушил повече от околните 500 домове, когато е изригнал през 2018 г.

учените

Фонтан от лава по време на изригването на Килауеа Ики през 1959 г. - ямен кратер до главната калдера на върха на Килауеа

„Винаги съм имала подозрението, че тези кристали са много по-интересни и важни, отколкото им отдаваме заслуга“, каза авторът на изследването Джени Сукале, асистент в Училището за земя, енергия и околна среда в Станфорд.

„Всъщност можем да направим заключение за количествените атрибути на потока преди изригването от тези кристални данни и да научим за процесите, довели до изригването, без пробиване във вулкана.

„Това за мен е свещеният Граал във вулканологията.“

Учените, които искат да разберат как и кога вулканите могат да изригнат, са възпрепятствани от факта, че много от вулканичните процеси, които са отговорни, се извършват дълбоко под земята.

При изригване всички подземни маркери, които биха могли да предложат улики, водещи до взрив, често се унищожават.

Вулканът Килауеа е в югоизточната част на остров Хавай, известен още като Големия остров. Остров Хавай е най-големият остров на американския щат

Но вулканичните кристали могат да помогнат за тестване на компютърни модели на магмен поток, които биха могли да разкрият прозрения за минали изригвания и евентуално да предскажат бъдещи.

ВУЛКАН КИЛАУЕА: ТРИ МЕСЕЦА ХАОС ПРЕЗ 2018 ГОДИНА

Вулканът Килауеа на Големия остров на Хаваите изригва повече от 30 години, но избухва през май 2018 г., след като върхът на вулкана се издига през седмиците, предхождащи.

Преди години вулканът е пускал предимно лава в труднодостъпни райони в национален парк или по крайбрежието на острова.

Лава от бълбукащия вулкан сега е унищожила над 600 домове и е принудила близо 2000 жители да се евакуират.

Изследователи, които проследиха събитието, заявиха, че няма индикации кога разрушителният поток от лава ще спре.

До началото на август изригването почти напълно отшумя и на 5 декември беше обявено, че е приключило след три месеца бездействие.

Екипът на Станфорд анализира кристали, взети от скария, магматична скала - което означава, че се образува чрез охлаждане и втвърдяване на магма или лава.

Скарията е с тъмен цвят и е съставена от кръгли кухини, подобни на мехурчета, известни като везикули.

Тези везикули могат да бъдат празни, но понякога съдържат малки естествени кристали.

Везикулите се образуват толкова бързо, че всякакви кристали вътре не могат да растат, улавяйки ефективно случилото се по време на изригването.

Изследователи са изследвали милиметрови кристали, съставени от минерал, наречен оливин, които са били открити погребани след хаотичното изригване на вулкана Килауеа на Хавай през 1959 г.

Тъй като скорията може да бъде издухана на няколкостотин фута от вулкана, тези проби бяха относително лесни за събиране.

Анализ на кристалите разкри, че те са били ориентирани по „странен, но изненадващо последователен“ модел.

Това може да се дължи на вълна в подземната магма, която е повлияла на посоката на кристалите в потока.

Използвайки компютърно моделиране, изследователите симулираха този физически процес за първи път.

Отблизо скария, тъмна магматична скала, изградена от кръгли кухини, подобни на мехурчета, известни като везикули

Професор Suckale първоначално е вдъхновен от Michelle DiBenedetto, експерт от Станфорд по динамика на флуидите, чиято работа се фокусира върху транспорта и поведението на несферични микропластични частици във вълни.

Професор Suckale вербува DiBenedetto, за да види дали теорията може да се приложи към странните кристални ориентации от Kilauea Iki, кратер на яма до главната калдера на върха на вулкана Kilauea.

Симулациите осигуриха базова линия за разбиране на потока на канала на Килауеа, тръбния проход, през който горещата магма под земята се издига до повърхността на Земята.

За да остане течен, материалът във вулкана трябва постоянно да се движи.

Анализът на екипа показва, че странното подреждане на кристалите е причинено от магма, движеща се в две посоки наведнъж, като единият поток е директно върху другия, вместо да се излива през тръбата в един постоянен поток.

Лава тече в цепнатина на лава след изригванията от вулкана Килауеа на Големия остров на Хавай, на 12 май 2018 г. в Пахоа, Хавай

По-рано изследователите предполагаха, че това може да се случи, но липсата на директен достъп до разтопения тръбопровод забранява убедителни доказателства, според Suckale.

„Тези данни са важни за напредъка на нашите бъдещи изследвания за тези опасности, защото ако мога да измервам вълната, мога да огранича потока на магмата - и тези кристали ми позволяват да стигна до тази вълна“, каза професор Suckale.

Наблюдението на Килауеа от гледна точка на опасността е постоянно предизвикателство поради непредсказуемите изригвания на активния вулкан.

Вместо непрекъснато да изтича лава, тя периодично избухва, което води до потоци от лава, които застрашават жителите в югоизточната част на най-големия остров на Хаваите, който също се нарича Хавай, но с прякор Големия остров.

Безпрецедентно изригване на Килауеа, който е един от най-активните вулкани на Хаваите, унищожи над 500 жилища през 2018 г.

Въпреки че Килауея изригва непрекъснато от десетилетия, изригването в квартал Пуна навлезе в необикновена нова фаза на 3 май 2018 г.

Лава с нажежаема жичка беше застреляна на близо двеста фута във въздуха и изхвърлена над 13 квадратни мили през добре населеното източно крайбрежие на най-големия остров на Хаваите.

Хавайското правителство отчете високи нива на токсичен серен диоксид в района, което засегна някои от първите реагиращи.

Съобщава се, че електропроводите са се стопили от стълбове поради горещината, а други доклади описват потоци от лава, преминаващи през гори и надолу по пътищата.

Проследяването на дезориентацията на кристалите през различните етапи на бъдещите изригвания на Килауеа може да даде възможност на учените да определят условията на потока на тръбите с течение на времето, казват изследователите.

„Никой не знае кога ще започне следващият епизод или колко лошо ще бъде - и че всичко зависи от детайлите на динамиката на тръбопровода“, каза Сукале.

Изследването е публикувано в Science Advances.

ИНДИКАТОРИТЕ ЗА ВЪРХУЛАНИЧНО ИЗПЪЛНЕНИЕ МОГАТ ДА ПОМОГНАТ ПРЕДВИДЕНИ ЕРУПЦИИ

Според Ерик Дънъм, доцент в Училището за Земя, енергетика и науки за околната среда на Станфордския университет, „Вулканите са сложни и в момента няма универсално приложими средства за прогнозиране на изригването. По всяка вероятност никога няма да има. “

Съществуват обаче индикатори за повишена вулканична активност, които изследователите могат да използват, за да предскажат вулканични изригвания.

Изследователите могат да проследяват показатели като:

  • Вулканичен инфразвук: Когато езерото на лава се издигне в кратера на вулкан с отворен отвор, знак за потенциално изригване, височината или честотата на звуците, генерирани от магмата, има тенденция да се увеличава.
  • Сеизмична активност: Пред изригване сеизмичната активност под формата на малки земетресения и трусове почти винаги се увеличава, докато магмата се движи през „водопроводната система“ на вулкана.
  • Газови емисии: Когато магмата се приближава до повърхността и налягането намалява, газовете излизат. Сярният диоксид е един от основните компоненти на вулканичните газове и нарастващите количества от него са знак за нарастващи количества магма близо до повърхността на вулкан.
  • Деформация на земята: Промените в земната повърхност на вулкан (деформация на вулкан) изглеждат като подуване, потъване или напукване, което може да бъде причинено от магма, газ или други течности (обикновено вода), движещи се под земята или от движения в земната кора поради движение по разлома. Подуването на вулкански кутии сигнализира, че магмата се е натрупала близо до повърхността.