Meksikos Popokatepetlio (Popocatépetl) ugnikalnis – vienas aktyviausių ir pavojingiausių ugnikalnių Šiaurės Amerikoje. Nors jo išsiveržimai vyksta reguliariai jau kelis dešimtmečius, tik dabar mokslininkams pavyko pirmą kartą taip detaliai „pažvelgti“ į jo gelmes ir atskleisti, kas slypi kilometrų gylyje po krateriu.
Metų metus Popokatepetlio ugnikalnis buvo laikomas vienu aktyviausių, bet kartu – vienu prasčiausiai stebimų ir ištirtų ugnikalnių pasaulyje. Nors jo išsiveržimai nuo 1994 metų beveik kasdien primena apie pavojų, šio meksikietiško milžino gelmės ilgą laiką išliko beveik nežinomos. Dabar mokslininkams pirmą kartą pavyko sukurti trimačius jo struktūros vaizdus, siekiančius keliolika kilometrų po žemės paviršiumi.
Tyrėjų komanda iš Nacionalinio autonominio Meksikos universiteto penkerius metus analizavo seisminius signalus, kuriuos sukelia nuolatiniai uolienų, magmos, dujų ir požeminio vandens judesiai. Šio darbo rezultatas – pirmoji trimačio pobūdžio Popokatepetlio gelmių schema, apimanti maždaug 18 kilometrų gylį po krateriu.
Naujas vaizdas atskleidžia kur kas sudėtingesnę sandarą, nei įprastai vaizduojama mokykliniuose vadovėliuose, kuriuose dažnai piešiama viena magmos kamera. Vietoj jos matoma daugybė skirtinguose gyliuose išsidėsčiusių magmos telkinių, atskirtų uolienų ir kitų medžiagų sluoksniais. Ypač ryškiai šios struktūros išsiskiria pietrytinėje kraterio pusėje.
Kol kas, nepaisant tyrėjų noro, trimačio modelio žemėlapiai ir vizualizacijos dar nėra viešai paskelbti. Tikėtina, kad jų teks palaukti iki oficialaus mokslinio straipsnio pasirodymo arba kol jie bus pateikti Meksikos Nacionalinio autonominio universiteto Geofizikos instituto svetainėje, greta kitų Popokatepetlio tyrimų ir žemėlapių.
Seismografai ir dirbtinis intelektas
Siekdami gauti pakankamai detalų gelmių vaizdą, mokslininkai sutankino matavimo tinklą aplink ugnikalnį. Seismografų skaičius padidintas nuo 12 iki 22, todėl pavyko apimti beveik visą Popokatepetlio perimetrą. Prietaisai fiksavo žemės drebėjimus šimtą kartų per sekundę, generuodami milžiniškus duomenų kiekius.
Šių duomenų analize užsiėmė projekto doktorantė ir tyrėja Karina Bernal, pritaikiusi dirbtinio intelekto algoritmus.
„Išmokiau sistemą atpažinti skirtingus El Popo (taip dažnai vadinamas Popokatepetlis) virpesių tipus, ir dėl to galėjome suskirstyti įvairius seisminius signalus“, – aiškina ji.
Remdamasi šia analize, komanda darė išvadas, kur yra kietos uolienos, kur – magma ir dujos, kokia jų būsena, temperatūra ir gylis. Taip po truputį buvo atkurta sudėtinga ugnikalnio vidaus „architektūra“.
Kodėl šis tyrimas toks svarbus?
Popokatepetlis dabartine forma susidarė prieš daugiau nei 20 tūkstančių metų ir yra vienas aktyviausių ugnikalnių Šiaurės Amerikoje. Maždaug šimto kilometrų spinduliu nuo kraterio gyvena apie 25 milijonai žmonių. Potencialus didesnis išsiveržimas galėtų kelti pavojų ne tik gyventojams, bet ir infrastruktūrai, keliems oro uostams bei dideliems miestams.
Projekto vadovas, Geofizikos instituto mokslininkas prof. Marco Calò pabrėžia labai praktišką tyrimų reikšmę.
„Turime natūralų laboratorinį poligoną. Labai svarbu suprasti ir gebėti gyventojams perduoti detalią, patikimą informaciją apie tai, kas vyksta ugnikalnio viduje“, – sako jis.
Planuojama tyrimus tęsti, kad būtų geriau suprasti ugnikalnių išsiveržimų mechanizmus, pagerinti ankstyvo perspėjimo sistemas ir sumažinti riziką milijonams Meksikos gyventojų.
