Пенная пробка и газировка из магмы: почему вулканы извергаются фонтанами

Вулканы — одно из самых захватывающих и таинственных явлений природы, которое привлекает внимание ученых и обычных людей. Одним из самых зрелищных и редких видов вулканической активности является вулканическое фонтанирование, когда раскаленная лава вырывается из кратера в виде мощных струй, подымающихся на много метров в высоту. Как и почему происходит это удивительное явление, и что определяет его энергетику и периодичность?

Долгое время считалось, что вулканическое фонтанирование связано с быстрым подъемом магмы из глубин земной коры, которая насыщена газами, выделяющимися из расплава. Под давлением окружающих пород магма и газы остаются в растворенном состоянии, но когда они приближаются к поверхности, давление снижается, и газы начинают выделяться в виде пузырьков, увеличивая объем магмы. Это приводит к тому, что магма выталкивается из кратера с большой скоростью и образует фонтаны.

Однако недавнее исследование, проведенное международной командой ученых и опубликованное в журнале Nature Communications, предлагает новую теорию вулканического фонтанирования, основанную на наблюдениях за извержением вулкана Фаградальсфьядль в Исландии в 2021 году. Это извержение было необычным тем, что оно происходило в виде серии фонтанов разной высоты, которые чередовались с паузами. Кроме того, фонтаны были достаточно хорошо ограничены, что позволило исследователям приблизиться к действию и провести спектроскопический анализ газов, выделяющихся из вулкана.

Исследователи обнаружили, что вулкан Фаградальсфьядль имеет неглубокую полость под кальдерой, заполненную магмой. Когда магма поднимается в полость, газы, содержащиеся в ней, приводят к образованию пенного слоя на верхушке магмы внутри полости. Этот пенный слой играет роль пробки, которая временно задерживает выход магмы наружу. Но когда давление в полости достигает критического уровня, пенный слой коллапсирует, и магма вырывается из кратера в виде фонтана. Затем процесс повторяется снова, образуя циклическое фонтанирование.

Эта новая теория может помочь объяснить не только фонтанирование вулкана Фаградальсфьядль, но и других вулканов по всему миру, которые имеют схожие характеристики. Также она может способствовать лучшему пониманию механизмов вулканической активности в целом и разработке методов прогнозирования и предотвращения вулканических катастроф.

Вулканическое фонтанирование — это не только красивое, но и познавательное зрелище, которое открывает новые горизонты для науки.