Провісник смертоносних катастроф: знайдено спосіб прогнозувати обвалення вулканів і цунамі

Для людей, які живуть неподалік від вулканів, небезпека виходить далеко за рамки потоків лави й хмар попелу. Деякі вибухові виверження можуть призвести до різкого обвалення схилів вулкана, як, наприклад, на горі Сент-Хеленс у штаті Вашингтон і Анак-Кракатау в Індонезії. Остання така подія спровокувала цунамі, що вважається причиною більшості смертей під час історичних вивержень у 1883 році, пише PHYS.org.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Незважаючи на масштабність таких подій, наукові основи та точні причини таких катастроф залишаються значною мірою невідомими. Щоб допомогти вченим прогнозувати обвалення схилів вулканів, також відомих як фланг або схил, доцент кафедри геологічних наук Університету штату Пенсільванія та директорка центру обчислювальних наук в Інституті обчислювальних наук і наук про дані Крістель Вотьє очолила розробку нових моделей, які дають змогу оцінити стійкість вулкана.

У результаті вченим вдалося створити моделі, здатні допомогти місцевим органам влади та громадам оцінити ймовірність обвалення задовго до того, як земля повністю і раптово обрушиться.

Відомо, що надходження магми під вулкан створює на земній корі колосальний тиск — набагато більший, ніж тиск води. Це чинить величезний тиск на гірські породи, який може дестабілізувати вулкан і призвести до його обвалення. Однак учені не знають точних умов, що сприяють нестійкості, а оцінка провокуючих чинників досить складна.

Команда розробила спосіб прогнозування реакції схилів на магму, що піднімається, в різних умовах, спираючись на частково реальні приклади зсувів схилів вулканів. Магма — розплавлена порода, що перетворюється на лаву після виходу на поверхню Землі. Вченим також вдалося оцінити, де зсув буде більш-менш імовірним, відповідно до очікуваних змін стабільності.

Відомо, що нові моделі засновані на раніше невідомих даних про місцеперебування магми. Магма, що піднімається під вулканом, може спричинити зсув ґрунту наявними розломами — тріщинуватими ділянками, де два блоки породи можуть рухатися відносно один одного. Зсув ґрунту в цих місцях може в кінцевому підсумку призвести до обвалення.

Простими словами, за словами Вотьє, маючи уявлення про те, яка частина вулкана найбільш схильна до обвалення, ми можемо розмістити сейсмометри або GPS для моніторингу небезпечного схилу з щохвилинною або погодинною довготою ще задовго до того, як станеться обвалення.

У своїй роботі вчені зосередилися на падінні розломів — простими словами, на куті розлому або тріщини гірської породи щодо горизонтальної поверхні. Команда виявила, що ґрунт із більшою ймовірністю прогинається на схилах із неглибокими провалами розломів під поверхнею, особливо якщо магма розкриває земну кору під вершиною вулкана. Результати вказують на те, що рельєф чинить значний вплив на прогнози руху земної поверхні — фактор, який раніше часто ігнорували вчені.

Передбачається, що нові моделі можуть бути корисними для точнішої оцінки конкретних небезпек обвалення і ділянок вулкана. Найбільш схильних до нестабільності. У довгостроковій перспективі розвиток подібних досліджень може допомогти жителям, які проживають поруч із вулканом, давши їм час підготуватися й евакуюватися до обвалення в разі потреби.

Нагадаємо, раніше ми писали про те, що вчені реконструювали виверження вулкана 1650 року.

Раніше Фокус писав про те, що вчені знайшли причину виверження вулканів на найгарячішій планеті Сонячної системи.