Используя спутниковые изображения, исследователи Университета штата Пенсильвания впервые выявили крупный запас магмы в резервуаре, простирающемся почти на две мили от кратера вулкана в Никарагуа.
Это показывает, что вулканы могут питаться магмой через близлежащие подземные каналы, и может помочь объяснить, как вулканы могут извергаться, по-видимому, без предупреждения, потому что активный центр вулкана проявляет небольшую деформационную активность. Результаты опубликованы сегодня (28 марта) в Geophysical Research Letters..
Команда во главе с Кристель Вотье, доцентом геолого-геофизических исследований и Института кибернаук, использовала спутниковые данные, чтобы составить карту движения земли, окружающей вулкан Масая, действующий вулкан и популярное туристическое направление вблизи Манагуа, где проживают миллионы жителей.
Используя интерферометрический радар с синтезированной апертурой (InSAR), метод, который использует радиолокационные спутниковые изображения дистанционного зондирования, команда обнаружила вздутие земли более чем на три дюйма на большой территории к северу от кратера. Они использовали сравнительные данные, полученные в разные моменты времени, чтобы определить увеличение запасов магмы. Эта работа была подтверждена независимыми измерениями газа, проведенными в кратере другой командой. Нанесение на карту инфляции грунта вблизи вулканов - один из способов определить вероятность будущего извержения вулкана. InSAR может измерять изменения топографии Земли на одну треть дюйма.
Кирстен Стивенс, докторант в области геолого-геофизических наук в Пенсильванском университете, сказала, что данные InSAR помогли команде обнаружить увеличение запасов магмы, объем и амплитуда которых могут быть пропущены или недооценены наземными датчиками, такими как GPS.
«Когда вы используете спутниковые данные, вы на самом деле смотрите на обширную территорию, а не на станцию GPS, которая является одной точкой измерения на Земле», - сказал Стивенс.«Благодаря спутниковым данным мы смотрим на сотни на сотни километров Земли. Благодаря этому лучшему пространственному охвату мы смогли сфотографировать это надувающееся движение земли, связанное с появлением лавового озера 2015 года, которое никто раньше не снимал».
Вотье сказал, что это исследование меняет то, как мы должны следить за вулканами.
«Это показывает, что вы должны проводить мониторинг вблизи активной области жерла, но также и дальше, чтобы получить более широкую картину магматических процессов», - сказал Вотье. «Это явное доказательство того, что магма может поставляться в больших количествах дальше от точки извержения».
Wauthier подозревает, что пути прохождения магмы связаны с ранее существовавшей структурой кальдеры, которая образовалась во время обрушения вулкана 2500 лет назад. Масая, как и Йеллоустонская кальдера в Вайоминге, не имеет конической формы. Прошлая магматическая активность привела к обрушению кровли резервуара, в результате чего в месте извержения образовалась депрессия. Во время этого события могли образоваться слабые зоны, которые в настоящее время могут служить путями прохождения магмы, сказал Вотье, но для определения этого потребуются дополнительные исследования.
«Смещенный приток магмы имеет много последствий для интерпретации вулканических волнений, потому что, если бы вы смотрели только на активное событие, вы могли бы пропустить большую часть инфляции», - сказал Вотье. «Возможно, вы не осознавали, что под землей скапливается много магмы».
В последний раз массивное извержение Масая было в 1772 году, и с тех пор на вершине часто можно увидеть лавовое озеро. Тем не менее, вулкан проявляет признаки активности: его последнее взрывное извержение, которое длилось около недели, произошло в 2012 году. Извержение 1772 года выбросило пепел и расплавленную лаву на расстояние более 30 миль. Сегодня в радиусе 12 миль от вулкана проживает около 2 миллионов человек.
«Вулкан может быть очень взрывоопасным и вызвать очень сильные извержения», - сказал Вотье.«Вот почему мы сосредоточились на этом районе. Поскольку там живет так много людей, мы хотим понять, что происходит с этим вулканом и где находятся резервуары и пути магмы. Если приток магмы значительно увеличивается, это признак того, что вулкан могли бы стать более активными."
Стивенс сказал, что команда сейчас работает над последующим исследованием, используя огромное количество наборов данных дистанционного зондирования, предоставленных семью спутниками, вместе с наземными измерениями, полученными доцентом наук о Земле Питом Лафеминой, для моделирования временная эволюция запасов магмы более подробно.
«Благодаря инверсионному моделированию вы можете получить оценку изменения объема», - сказал Стивенс. «Вы можете получить приблизительную оценку того, сколько магмы поступило в систему за это время». НАСА и Национальный научный фонд финансировали это исследование.