Міжнародна група вчених розробила метод аналізу вулканічних кристалів, який дозволяє оцінити глибину магми з точністю до ста метрів. Ці знання можуть допомогти передбачити, коли може статися наступне виверження вулкана.
Передбачити виверження вулканів – завдання не з легких. В останні роки вчені використовували супутникові знімки, сейсмічні дані та GPS, щоб шукати деформації ґрунту поблизу діючих вулканів. Однак ці методи не дозволяють точно визначити глибину, на якій накопичується магма. Як показує дослідження, опубліковане в “Science Advances”, рішення цієї дослідницької проблеми може лежати в мікроскопічному аналізі.
Рідина, укладена в кристали
Міжнародна група вчених зосередилася на аналізі олівінів – мінералів вулканічного походження, кристалізація яких часто супроводжує виверження. Ці кристали дуже часто містять мікроскопічні включення – «бульбашки», наповнені рідким вуглекислим газом. Дослідники використовували олівіни з виверження вулкана Кумбре-В’єха на острові Ла-Пальма в 2021. Рідина, витягнута з них, була проаналізована за допомогою методики, відомої як Раманівська спектроскопія.
Дослідники помітили, що вміст вуглекислого газу в рідині залежить від тиску в середовищі утворюваного кристала. На основі цієї інформації вченим вдалося розрахувати, наскільки глибоко залягає магма, з якої утворився мінерал, і наскільки глибокий її резервуар. Знаючи зв’язок між концентрацією вуглекислого газу та глибиною, вони потім розробили методологію дослідження та відкалібрували лабораторне обладнання так, щоб можна було визначити глибину магми з точністю до ста метрів.
«Ми підвищили точність на порядок, від кілометрів до метрів», — говорить Естебан Газель з Корнельського університету в штаті Нью-Йорк, провідний автор дослідження. «Ми також збільшили просторову роздільну здатність вимірювань включень з десятків мікрон до одного мікрона порівняно з раніше доступними методами.
Виверження вулкана в Ісландії в травні 2021 рокуShutterstock
Швидко і точно
Як пояснює Газел, знання того, де накопичується магма в земній корі та мантії, має вирішальне значення для прогнозування вивержень вулканів. Це місце «важливе, оскільки ви можете оцінити ризик виверження, точно визначивши конкретне розташування магми». Однак у цих дослідженнях важливі швидкість і точність.
– Це свідчить про великий потенціал цієї техніки, – пояснює вчений. «Ми можемо отримати дані протягом декількох днів після надходження зразків із місця збору, що забезпечує результати майже в реальному часі.
Вчені сподіваються, що вивчення кристалів олівіну з рідкими включеннями дозволить краще зрозуміти процеси, які відбуваються під час виверження вулкана. Газель додає, що таким чином «ми можемо розкрити деякі вулканічні таємниці земних глибин, щоб краще зрозуміти майбутні виверження та підготуватися до них».
Виверження вулканаАдам Земенович/PAP
Основне джерело фото: Shutterstock
