Paviršius ramus, bet po juo kaupiasi slėgis: sužinokite, kodėl kai kurie ugnikalniai išsiveržia be įspėjimo
Esame įpratę manyti, kad ugnikalnio išsiveržimas – tai katastrofa, prieš kurią gamta ilgai „kaupia jėgas“ ir siunčia aiškius perspėjimus: ima drebėti žemė, gruntas išsipučia, didėja dujų išsiskyrimas, o prietaisai fiksuoja vis stiprėjančius pokyčius. Tačiau dalis ugnikalnių šio scenarijaus nesilaiko. Jie gali pereiti į sprogstamąją veiklą, pasireikšdami stebėtinai kukliu signalų rinkiniu. Gyventojams ir ugnikalnių stebėseną vykdančioms tarnyboms tai – vienas pavojingiausių galimų variantų.
Naujas Ebeko ugnikalnio Paramusyro saloje tyrimas rodo, kad tokį „tylų“ elgesį gali lemti labai konkreti požeminė sandara: nedidelė, sekliai esanti, skysčių prisotinta sistema, maitinama iš gilesnės dalinio lydalo zonos, tačiau menkai susijusi su didelėmis paviršiaus deformacijomis.
Ebeko nėra vien siauram Kurilų specialistų ratui žinomas objektas. Tai aktyvus, palyginti žemas stratougnikalnis, garsėjantis dažnais sprogstamaisiais išsiveržimais, pelenų debesimis ir trumpais, staigiais epizodais. Nors jie dažnai neprilygsta įspūdingiems didžiųjų kalderų išsiveržimams, vis tiek gali kelti rimtų nepatogumų ir riziką. Būtent tokios sistemos yra ypač neparankios vertinant pavojų: joms nebūtina iškelti milžiniško magmos kiekio, kad taptų grėsmingos – kartais užtenka slėgio, skysčių ir „gero kelio“ į paviršių.
Po krateriu – ne vienas didelis rezervuaras, o daug nervingesnė sistema
Tyrėjai pasitelkė 21 seisminės stoties duomenis ir pritaikė seisminio triukšmo slopinimo tomografiją, kad pažvelgtų į Ebeko gelmes. Gautas vaizdas neprimena supaprastinto modelio su viena magmos kamera po ugnikalnio centru. Vietoje to išryškėjo gilesnė dalinio lydalo sritis ir sekliau esanti, skysčių turtinga zona, glaudžiai susijusi su uolienų plyšiais ir hidrotermine veikla. Paprastai tariant, po ugnikalniu veikia tarsi du „aukštai“: apatinis – labiau magminis, viršutinis – labiau susijęs su skysčiais ir plyšiais.
Pasak tyrimo, seklioji anomalija yra maždaug 0,5–1,9 km gylyje, o gilesnioji – apie 4–6 km gylyje. Tai svarbu todėl, kad būtent seklioji zona gali lemti greitą slėgio augimą ir situacijas, kai ugnikalnis išsiveržia be ryškių, ilgai trunkančių paviršiaus deformacijos požymių. Jei pagrindinį vaidmenį atlieka skysčiai ir plyšiai, ugnikalniui nebūtina ilgai „kelti“ viso kraštovaizdžio it sunkiam stūmokliui. Toks mechanizmas labiau primena hidraulinę sistemą, kurioje slėgis gali didėti efektyviai, bet ne taip akivaizdžiai iš išorės.
Tai keičia ir platesnį požiūrį. Ilgą laiką populiariame įsivaizdavime magmos kamera veikė tarsi didelis požeminis balionas: kuo daugiau magmos priteka, tuo labiau išstumia paviršių. Tačiau daugelis aktyvių ugnikalnių labiau panašūs į porėtų, suskeldėjusių, iš dalies išsilydžiusių ir skysčių prisotintų zonų sistemą, kurioje signalai pasiskirsto netolygiai. Iš šios perspektyvos „įspėjimų nebuvimas“ nereiškia, kad procesų nėra – veikiau tai reiškia, kad jie nepasireiškia pačia ryškiausia ir lengviausiai pastebima forma.
Kodėl paviršius gali atrodyti ramesnis, nei turėtų?
Didžiausia tokių ugnikalnių problema ta, kad nemaža „žaidimo“ dalis vyksta hidroterminėje, stipriai suskeldėjusioje aplinkoje. Uolienose cirkuliuojantys skysčiai, garai, dujos ir karštas vanduo gali perimti dalį slėgio, lokaliai jį perskirstyti ir išleisti į paviršių kanalais, kurie ne visada sukelia aiškius, didelius seisminius ar deformacinius signalus. Praktikoje tai reiškia, kad prietaisai gali fiksuoti aktyvumą, bet jis nebūtinai bus toks ryškus, kaip „klasikiniame“ scenarijuje, kai didelis magmos kiekis veržiasi aukštyn.
Todėl Ebeko ir yra toks įdomus atvejis. Jo elgesys atitinka ugnikalnį, kuriame aktyvi hidroterminė sistema ir seklūs plyšiai nėra vien šalutinis reiškinys, o svarbi išsiveržimo mechanizmo dalis. Kai tokia sistema „įkraunama“ iš gilesnės dalinio lydalo zonos, ji gali veikti kaip slėgio mazgas netoli paviršiaus. Tuomet nebūtina, kad po krateriu staiga atsirastų didelė šviežios magmos intruzija – kartais užtenka tinkamai susiformavusios skysčių sistemos ir veiksmingų slėgio išleidimo kelių.
Tai svarbi pamoka ir ugnikalnių stebėsenai apskritai. Per pastaruosius dešimtmečius vulkanologija smarkiai pažengė į priekį, tačiau tokie pavyzdžiai primena: ne kiekviena aktyvi sistema siunčia signalus tuo pačiu mastu ir tuo pačiu ritmu. Vieni ugnikalniai garsiai „įspėja“ gerokai prieš išsiveržimą, kiti – tik vos pastebimai „šnypščia“, o paskui staiga pereina prie veiksmų. Pastarieji dažnai pavojingiausi todėl, kad jų tyla lengvai supainiojama su situacijos stabilumu.
Šaltiniai: „Earth“; „Nature“.
