Самые крупные извержения вулканов за последние 100 лет были вызваны вулканами, которые не извергаются часто и поэтому не попадают в поле зрения ученых. Тем не менее сегодня 800 миллионов человек во всем мире живут рядом с вулканами и потенциально подвержены риску. Определяющим фактором опасности вулканов является объем изверженной магмы, хранящейся в их недрах, поскольку это связано с величиной будущих извержений. К сожалению, эта магма хранится на недоступных глубинах 6-10 км и не может быть измерена напрямую.
Крошечные часы с термометром
Вулканологи UNIGE использовали новый подход, сочетающий геохронологию циркона и термическое моделирование, для определения объема потенциально изверженной магмы, присутствующей в вулканических резервуарах. «Циркон – это небольшой кристалл, найденный в породах, извергнутых вулканами, и он содержит уран и торий», – начинает Грегор Вебер, научный сотрудник UNIGE и соавтор исследования. "Распад этих радиоактивных элементов позволяет нам определить, когда они кристаллизовались.
Кроме того, циркон кристаллизуется только в определенном температурном диапазоне. С помощью этих двух параметров мы можем определить, насколько быстро магма остывает под вулканом.
Как и в кастрюле с водой, чем больше кастрюля, тем больше времени требуется на ее охлаждение. Мы проанализировали извергнутые цирконы за последние 1 год.5 миллионов лет Невадо де Толука, таким образом определяя эволюцию температуры магмы, хранящейся под вулканом, с течением времени. Эта информация может быть преобразована в объем магмы с помощью термического моделирования.«Этот подход имеет разрешение в два раза выше, чем у существующих методов.
Спящий монстр
Методология исследования была применена к мексиканскому вулкану Невадо-де-Толука, также называемому Ксинантекатль, типичному примеру спящего вулкана, расположенному в окрестностях Мехико. Результаты были использованы для определения максимально возможного размера будущего извержения этого вулкана, которое в объеме 350 км3 может иметь потенциально разрушительный эффект. «Система может быстро проснуться, если возобновится приток глубокой магмы», – предупреждает Вебер.
Наведение радаров
Этот вывод важен для количественной оценки вулканического риска. "Знание размера вулканического резервуара важно для определения вулканов, которые, скорее всего, вызовут извержение большой силы в будущем. «Наш метод – это новый способ оценки кандидатов на такие извержения», – объясняет Вебер. Этот подход применим к большинству типов вулканов, активных или бездействующих, и дает ценную информацию о том, какие вулканические системы требуют более пристального наблюдения.