Ученые впервые показали, что крупное извержение вулкана может произойти из-за дождей: извержению Килауэа в 2018 году предшествовали продолжительные ливневые осадки, которые заполнили поровое пространство вмещающей породы и повысили давление в глубоких слоях земной коры, что и вызвало сейсмическую активность. В будущем такие события могут происходить чаще — климат Земли меняется, и ученые прогнозируют возникновение длительных периодов экстремальных осадков во многих частях планеты.
Об этом свидетельствуют исследование опубликованы в журнале Nature.
Существуют убедительные доказательства воздействия обильных осадков на сейсмическую активность. Однако, раньше не было свидетельств того, что их влияние может затрагивать глубокие слои земной коры и провоцировать вулканическую активность — их рассматривали в качестве причин поверхностных явлений.
В 2018 году произошло извержение вулкана Килауэа на Гавайях. Оно было многоступенчатым и сложным: с мая вокруг вулкана открылись трещины, а летом произошел ряд взрывных извержений, за которым последовало обрушение кальдеры. Причины такой сейсмоактивности установлены не были.
Джейме Фаркухарсон (Jamie I. Farquharson) и Фальк Амелунг (Falk Amelung) из Университета Майами обратили внимание на то, что извержению Килауэа предшествовали аномально мощные ливневые дожди. Они продолжались 180 дней и были весьма обильными: за одни только сутки 14 по 15 апреля выло 1260 миллиметров осадков. Ученые предположили, что в силу высокой пористости и проницаемости породы могли вместить большое количество влаги, и возросшее давление спровоцировала вулканическое извержение.
Чтобы проверить свою гипотезу, специалисты изучили данные со спутников TRMM (миссия по измерению тропических дождей, которая продолжалась с 1997 по 2015 годы) и GPM (международный проект по глобальному спутниковому мониторингу снежных и дождевых осадков, который действует в настоящее время), а также провели моделирование отклика вмещающей породы на инфильтрацию осадков.
Изменение порового давления в ответ на проникновение влаги в вулканическое сооружение по данным моделирования (gauge, c 1975 по 2015) и спутниковым данным (satellite, с ). a — изменение на глубине 0-3 километра, b — на глубине ниже трех километров. Цветовая шкала отражает увеличение давление от светлого к темному. Буквой Е отмечено извержение Килауэа в 2018 году; c — функция вероятности изменения давления на глубинах 0-6 километров с течением времени.
Авторы исследования пришли к выводу, что ведущим фактором, спровоцировавшим извержение, действительно были ливневые дожди: они повысили давление на глубине до критической точки. Климат Земли продолжает меняться, и ученые прогнозируют возникновение длительных периодов экстремальных осадков во многих частях планеты — потенциал воздействия дождевых осадков на вулканическую активность на этом фоне будет расти.
Вулканическая активность связана с изменением климата по принципу положительной обратной связи: потепление влияет на количество выпадающих осадков и может провоцировать извержение вулканов, а вулканы, в свою очередь, выбрасывают в атмосферу большие количества углекислого газа, что уже приводило к потеплению и массовым вымираниям в мезозойскую эру.
Читайте также: Какие вулканы вскоре могут проснуться и почему так трудно предсказать извержение
