Вулкан Утурунку, расположенный в Андах на юго-западе Боливии, в последний раз извергался около 250 000 лет назад. В течение нескольких десятилетий он демонстрировал признаки беспокойства, выбрасывая шлейфы газа, сотрясаясь от землетрясений и вызывая деформацию окружающего грунта, что вызывало опасения, что он вот-вот начнет извергаться.
Однако, согласно новому исследованию, опубликованному в понедельник (28 апреля) в журнале PNAS, необычная активность связана с движением жидкости и газа под горой.
Это «не только объясняет, почему вулкан-«зомби» остается активным, но и дает представление о его потенциале извержения, создавая методику, которая может быть применена для оценки опасности извержения других активных вулканов», — пишут исследователи в своей работе.
Утурунку — большой спящий вулкан высотой 19 711 футов (6 008 метров) над уровнем моря. Это стратовулкан, представляющий собой большой, крутой и конусообразный вулкан, сложенный из множества слоев (пластов) застывшей лавы, вулканического пепла и горных пород. Извержения стратовулканов часто бывают взрывными, потому что лава толстая, а значит, в ней легко задерживается газ. Гора Сент-Хеленс и Везувий — оба стратовулкана.
Утурунку называют «зомби» вулканом из-за его продолжающейся, но не извергающейся активности, пишут исследователи в своей работе.
С 1990-х годов спутниковые радарные и GPS-измерения показали, что земля вокруг Утурунку деформируется по схеме «сомбреро»: центральная область поднятия земли окружена проседанием, или опусканием. Центральная возвышающаяся часть земли поднимается уже не менее 50 лет с разной скоростью — до 0,4 дюйма (1 сантиметра) в год.
Эта деформация, а также частые землетрясения, зафиксированные в регионе, и шлейфы вулканических газов, особенно углекислого газа (CO2), выбрасываемые из вулкана, заставили некоторых ученых предположить, что под Утурунку может находиться огромное магматическое тело.
Вулканы Серро-Утурунку (справа) и Серро-Сан-Антонио (слева) над небольшим городком Кветена-Чико на боливийском Альтиплано.
Утурунку находится над огромным и чрезвычайно глубоким подземным резервуаром магмы, названным Альтиплано-Пунайским магматическим телом (APMB), которое простирается под южной Боливией, северным Чили и северной Аргентиной. Магма из APMB может выталкиваться вверх и накапливаться у поверхности.
Наличие тела магмы под вулканом может указывать на то, что Утурунку готовится к извержению.
В новом исследовании ученые проанализировали сигналы от более чем 1700 землетрясений, чтобы представить, что происходит под вулканом, а также изучили свойства пород на вулкане и вокруг него, чтобы определить, как сейсмические сигналы могут взаимодействовать с землей.
Они обнаружили, что вместо скопления магмы АПМБ посылает горячие жидкости и газы вверх к поверхности через узкую трубу, похожую на дымоход. В результате такие газы, как пар и CO2, оказываются в ловушке под вершиной, а соленая вода распространяется в стороны по трещинам вокруг вулкана.
Наблюдаемые деформации грунта и землетрясения вокруг Утурунку можно объяснить движением этих жидкостей и газов под поверхностью, а не быстрым подъемом магмы снизу, что означает, что вулкан не готов к извержению, как опасались ранее.
Это открытие также может помочь исследователям определить, готовы ли к извержению другие вулканы по всему миру.
«Методы, описанные в этой статье, могут быть применены к более чем 1400 потенциально активным вулканам, а также к десяткам вулканов, подобных Утурунку, которые не считаются активными, но подают признаки жизни — другим потенциальным вулканам-зомби», — сказал в своем заявлении соавтор работы Мэтью Притчард, профессор геофизики Корнельского университета.
Вулкан-«зомби» в Боливии: почему Утурунку «просыпается», но не извергается?
Спящий уже 250 000 лет боливийский вулкан Утурунку продолжает вести себя как настоящий «зомби» — он дрожит, выбрасывает газы и деформирует землю, но так и не просыпается окончательно. Новое исследование, опубликованное в PNAS, раскрывает причину этой аномалии: под вулканом движутся горячие жидкости и газы, а не магма, что делает его менее опасным, чем считалось ранее.
Загадка «сомбреро»: почему земля поднимается и опускается?
С 1990-х годов спутники фиксируют необычную деформацию грунта вокруг Утурунку — центральная часть поднимается, а окружающие области проседают, образуя узор, напоминающий мексиканскую шляпу. Скорость подъема достигает 1 см в год, а частые землетрясения и выбросы CO₂ заставили ученых предположить, что под вулканом копится магма.
Однако анализ 1700 землетрясений и свойств горных пород показал:
-
Вместо магмы из глубин поднимаются горячие флюиды (газы и соленая вода).
-
Газы (пар и CO₂) скапливаются под вершиной, а жидкость растекается по трещинам.
-
Именно это движение вызывает деформацию и толчки, а не приближающееся извержение.
Альтиплано-Пуна: гигантский магматический резервуар
Утурунку находится над Альтиплано-Пунайским магматическим телом (APMB) — одним из крупнейших подземных очагов магмы на Земле, простирающимся под Боливией, Чили и Аргентиной. Раньше ученые думали, что магма из APMB может подпитывать вулкан, но теперь ясно: пока она остается глубоко под землей.
(Изображение: Джон Бланди, Оксфордский университет)
Вулканы Серро-Утурунку и Серро-Сан-Антонио над городом Кветена-Чико.
Что это значит для других вулканов?
Методика, примененная к Утурунку, может помочь оценить риски 1400 активных и десятков «спящих» вулканов по всему миру. Как отмечает Мэтью Притчард, соавтор исследования:
«Теперь мы можем отличать движение магмы от флюидной активности. Это ключ к прогнозированию извержений».
Вывод: стоит ли ждать катастрофы?
Пока Утурунку остается «шумным, но безопасным». Однако мониторинг его активности продолжается — ведь вулканы, даже спящие, всегда могут преподнести сюрпризы.
Что дальше? Ученые планируют изучить другие «зомби-вулканы», чтобы понять, насколько часто их «дрожь» связана не с магмой, а с флюидами.
(Продолжение следует: какие вулканы мира ведут себя похоже?)
