Pavojingi procesai gali vykti tyliai: atskleista, kas sustabdė milžinišką magmos kūną Azorų saloje

2022 metų kovo mėnesį Azorų São Jorge saloje per kelias dienas užfiksuota tūkstančiai žemės drebėjimų, o vietos gyventojai ir tarnybos rimtai svarstė galimos ugnikalnio išsiveržimo scenarijus. Nauja tarptautinės mokslininkų komandos analizė rodo, kad grėsmė buvo itin reali: po sala į viršų sparčiai kilo didžiulis magmos kūnas, bet iki pat pabaigos jis galėjo judėti beveik be aiškių seisminių signalų.

Tyrime, publikuotame žurnale „Nature Communications“, teigiama, kad magmos intruzija kilo iš didesnio nei 20 kilometrų gylio ir sustojo maždaug 1,6 kilometro gylyje. Mokslininkų vertinimu, išlydytos uolienos tūris prilygo maždaug 32 000 olimpinių baseinų, todėl net ir be išsiveržimo toks procesas galėjo lemti reikšmingus paviršiaus pokyčius.

Stealthy intruzija: judėjo tyliai

Vienas svarbiausių atradimų buvo tai, kad didelė magmos masė gali migruoti aukštyn beveik nesukeldama įprastų perspėjimo ženklų. Tyrėjai šį procesą apibūdino kaip tylų, sunkiai aptinkamą magmos skverbimąsi, kai ryškesnė drebėjimų seka prasideda ne magmai kylant, o jai sustojus ir „įsitaisius“ sekliau Žemės plutoje.

Toks scenarijus keičia įprastą logiką, kuria dažnai remiasi ugnikalnių stebėsena: iki šiol manyta, kad didelės apimties magmos judėjimas privalo sukelti ryškią, ankstyvą seisminę „parašą“. São Jorge atvejis rodo, kad dalis pavojingų procesų gali vystytis su ribotais ar dviprasmiškais signalais, o tai apsunkina sprendimus, kada skelbti aukščiausio lygio parengtį.

Kas sustabdė išsiveržimą?

Mokslininkai aiškino, kodėl tokia didelė magmos masė vis dėlto neišsiveržė į paviršių. Pagrindiniu veiksniu įvardijamas geologinių lūžių tinklas, siejamas su Pico do Carvão lūžio zona, kuris veikė dvejopai: padėjo magmai kilti, bet kartu galėjo sumažinti slėgį.

Tyrėjų interpretacija tokia: lūžių ir plyšių sistema galėjo sudaryti sąlygas dujoms ir skysčiams pasišalinti į šalis, todėl intruzijos vidinis slėgis krito. Dėl to magmos kilimas sulėtėjo ir baigėsi vadinamuoju nepavykusiu išsiveržimu, kai magmos kelias į paviršių nutrūksta paskutinėje stadijoje.

Ką parodė palydovai ir jūros dugno prietaisai

Rezultatai pasiekti sujungus kelis stebėsenos šaltinius: sausumoje esančius seismometrus, prietaisus Atlanto vandenyno dugne, palydovinius matavimus ir GPS stočių duomenis. Toks derinys leido tiksliau nustatyti drebėjimų židinių išsidėstymą ir geriau suprasti, kaip deformavosi Žemės pluta.

GPS ir palydoviniai stebėjimai parodė, kad įvykio metu São Jorge paviršius kai kuriose vietose pakilo apie 6 centimetrus. Tai svarbu praktiškai, nes panašūs deformacijų signalai kitur pasaulyje dažnai naudojami kaip vienas iš pagrindinių indikatorų, vertinant magmos judėjimą ir galimo išsiveržimo tikimybę.

Analizuojant ankstesnius geologinius duomenis taip pat pabrėžiama, kad ši lūžių sistema praeityje galėjo sukelti ir didesnius, retesnius drebėjimus. 2022 metais vietoje vieno didelio smūgio pasireiškė mažesnių drebėjimų serijos, o tai rodo, kad magma gali iš esmės pakeisti įtampų pasiskirstymą plutoje ir drebėjimų „stilių“.

Mokslininkai pabrėžia, kad tokios išvados aktualios ne tik Azorams. Jos svarbios vertinant riziką Islandijoje, Italijoje ar Kanarų salose, kur magmos keliai taip pat glaudžiai susiję su lūžių sistemomis, o greiti pokyčiai gali prasidėti su menkai pastebimais ankstyvais signalais.

São Jorge atvejis primena, kad riba tarp ramios deformacijos ir pavojingo išsiveržimo gali būti itin plona. Net kai lava nepasirodo paviršiuje, tokios intruzijos keičia salų sandarą, didina jų tūrį ir ilgainiui formuoja vulkaninių archipelagų reljefą.