22 декабря 2018 года склон вулкана Анак Кракатау погрузился в Зондский пролив между индонезийскими островами Суматра и Ява, вызвав цунами, унесшее жизни 430 человек. Международная исследовательская группа во главе с Томасом Вальтером из Немецкого исследовательского центра геонаук GFZ в Потсдаме теперь показала, что вулкан подавал четкие предупреждающие сигналы перед своим обрушением. Это стало результатом анализа большого количества данных из самых разных источников, собранных в ходе наземных измерений, а также с помощью дронов и спутников. Спутниковые данные, например, показали повышение температуры и движение грунта на юго-западном фланге за несколько месяцев до катастрофы. Сейсмические данные и низкочастотные звуковые волны от небольшого землетрясения за две минуты до внезапного обрушения значительной части вулкана возвестили о фатальном событии. Этот обвал, наконец, вызвал смертоносное цунами. Исследователи хотят использовать анализ этого сложного каскада событий для улучшения мониторинга и раннего обнаружения других вулканов. Их исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
Вулканические острова, такие как Анак Кракатау, часто состоят из нестабильного материала. Поэтому на этих островах то и дело происходит обвал вулканических склонов. Тем не менее, это не было точно измерено до сих пор. «В Кракатау мы впервые смогли наблюдать, как происходила эрозия такого вулканического склона и какие сигналы возвещали об этом», - объясняет Томас Вальтер, вулканолог из GFZ. В своем исследовании в Анак Кракатау исследователи смогли показать, что в течение нескольких месяцев движение юго-восточного фланга к морю образовало своего рода оползень. Внезапное ускоренное соскальзывание фланга в море, так называемый обвал фланга, длился всего две минуты и был измерен сейсмографами и инфразвуковыми сетями еще до того, как первые удары цунами достигли побережья.
«Мы использовали исключительно широкий спектр методов: от спутниковых наблюдений до наземных сейсмических данных, от инфразвука до данных с беспилотников, от измерений температуры до химического анализа продуктов извержения», - говорит Томас Уолтер. «Сегодняшний практически неограниченный доступ к мировым данным был критически важным в этом. В дни, последовавшие за цунами, это позволило нам анализировать это событие в разных местах в разных странах в одно и то же время».
Улучшение систем мониторинга как цель
Подобно Анаку Кракатау, такие события также могут возвещать о себе на других вулканических островах в Атлантике, Тихом океане или даже в Средиземном море, на которые затем предположительно могут быть перенесены результаты исследования, по словам Уолтера.«Мы исходим из того, что системы раннего оповещения о цунами должны также учитывать явления, вызванные оползнями. Те вулканы, которым грозит оползень, должны быть интегрированы в системы мониторинга».
Сейсмолог Фредерик Тилманн из GFZ и Свободного университета Берлина также принимал участие в исследовании. Он говорит, что необычная сейсмическая картина бокового обрушения была особой проблемой при анализе данных. В отличие от тектонических землетрясений лишь небольшая часть этой картины состояла из высоких частот около 1 Герца (1 колебание в секунду). Вместо этого волны землетрясений содержали более сильные компоненты в диапазоне низких частот примерно до 0,03 Гц (1 колебание за 35 секунд). «Это свойство было причиной того, что событие не было обнаружено ни в одной обычной оценке», - говорит Тилманн.
Усилия систем мониторинга окупятся, поскольку, по словам Уолтера, большая часть жертв вулканов за последние два столетия была убита не самими извержениями, а оползнями и цунами. Новые результаты показывают, что опасность обрушения вулканов до сих пор недооценивалась. Теперь первым шагом является выявление вулканов, подверженных особому риску, и дополнение существующих методов измерения дополнительными датчиками и новыми алгоритмами оценки. «Мы уверены, что наши выводы приведут к разработке усовершенствованных систем мониторинга», - сказал Уолтер.