Озабоченность потенциальными неизбежными извержениями супервулканов Земли, таких как Таупо в Новой Зеландии или Йеллоустоун в Соединенных Штатах, может быть подавлена результатами нового исследования, предполагающего, что геологические признаки, указывающие на катастрофическое извержение, будут очевидны далеко заранее.
Чтобы помочь в прогнозировании извержений супервулканов, исследование, проведенное Университетом Иллинойса, количественно определило часто упускаемые из виду последствия тектонического стресса для скал, в которых находятся эти спящие гиганты, и предполагает, что людям не нужно быстро паниковать - в по крайней мере, пока.
В ходе исследования исследователи приступили к изучению тектонического напряжения в региональном масштабе и неожиданно обнаружили, что их модели могут помочь спрогнозировать время извержения супервулкана и информировать экспертов о том, чего ожидать с геологической точки зрения задолго до извержения.
«Традиционно считается, что извержения происходят, когда давление, вызванное горячей магмой, превышает прочность скалы кровли вулкана», - сказала профессор геологии Патрисия Грегг. «Но супервулканы, как правило, возникают в областях со значительным тектоническим напряжением, где плиты движутся друг к другу, проходят мимо или удаляются друг от друга. Это движение плит повлияет на расчеты модели».
Грегг, аспирант Хейли Кабанисс и профессор геологии Помонского колледжа Эрик Гросфилс опубликовали свои выводы в журнале Geophysical Research Letters.
Команда создала модель на основе вулканической зоны Таупо на севере Новой Зеландии. Они выбрали эту систему из-за ее относительно несложной тектонической обстановки растяжения - типа области, часто связанной с супервулканами. Однако их модели показали, что любое тектоническое напряжение окажет сильное влияние на стабильность супервулканов.
«Не имеет значения, является ли это растяжением, сжатием или напряжением сдвига», - сказал Кабанисс. «Любой тектонический стресс поможет дестабилизировать породу и спровоцировать извержение, просто в немного разных временных масштабах. Мы обнаружили, что время, по-видимому, зависит не только от тектонического стресса, но и от того, активно ли поступает магма в вулкан».
Используя свою модель, команда рассмотрела сценарии с разным уровнем стресса, движением тектонических плит и поступлением магмы. Они обнаружили, что в любой заданной тектонической обстановке резервуары магмы внутри супервулканов остаются стабильными в течение сотен и тысяч лет, в то время как новая магма активно поступает в систему.
«Сначала мы были удивлены столь короткими временными рамками от сотен до тысяч лет», - сказал Грегг.«Но важно понимать, что супервулканы могут бездействовать очень долгое время, иногда миллион лет и более. Другими словами, они могут оставаться стабильными, почти ничего не делая в течение 999 000 лет, а затем начать период омоложения, ведущий к к крупномасштабному извержению."
Конечно, паника возникает всякий раз, когда в Йеллоустоуне или Таупо происходят какие-либо изменения в сейсмической или гейзерной активности, но это исследование предполагает, что предвестники катастрофического извержения будут гораздо более серьезными и продолжительными, чем все, что еще задокументировано, говорят исследователи..
«Когда новая магма начинает омолаживать систему супервулканов, мы можем ожидать массовых подъемов, разломов и землетрясений», - сказал Грегг. «Намного больше, чем события метрового масштаба, которые мы наблюдали в последнее время. Мы говорим о диапазоне подъема от десятков до сотен метров. Даже в этом случае наши модели предсказывают, что система будет раздуваться от сотен до тысяч лет, прежде чем мы стать свидетелем катастрофического извержения."
«Люди должны помнить, что такие места, как Йеллоустоун, очень хорошо контролируются», - сказал Кабанисс. «Также важно отметить, что наше исследование предполагает, что весь процесс от омоложения до извержения будет происходить в течение нескольких или более человеческих жизней. Наши модели показывают, что должно быть много предупреждений».