Неожиданная серия извержений Стромболи может быть связана с изменениями во внутренней «сантехнике» вулкана.

Изменения в слое, разделяющем резервуары вулкана , позволяют более глубокой магме подниматься быстрее, что может вызвать сильные и непредсказуемые взрывы.

Вулкан, который извергался почти постоянно в течение тысяч лет, может стать более неустойчивым.

Вулкан Стромболи, расположенный на острове побережья Сицилии, Италия, веками очаровывал ученых и является одним из наиболее изученных и контролируемых вулканов в мире.

Однако серия извержений и сильных взрывов, известных как пароксизмы, в 2019 году застала всех врасплох. Новое исследование предполагает, что внутренняя «водопроводная» система вулкана могла измениться, что позволило магме из глубины под поверхностью легче подниматься.

Доктор Кьяра Мария Петроне, эксперт по вулканам в Музее и ведущий автор нового исследования, подробно описывающего эти изменения, говорит: «Омоложение магматических путей Стромболи имеет явное значение для наблюдения за вулканом.

«Нам необходимо разработать систему высокочастотного петрологического мониторинга, чтобы сообщать нам о том, что происходит глубже в вулкане, а не только о том, что происходит на поверхности».

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Стромболианские извержения

Стромболи — базальтовый вулкан, который является одним из самых распространенных типов на Земле. Эти вулканы обычно извергаются эффузивно, а это означает, что газ может легко выйти из магматического очага, так что магма улетучится вместе с потоками лавы.

Однако Стромболи отличается от других базальтовых вулканов. Он дал свое название стилю извержения , характеризующемуся короткими взрывными вспышками, которые создают шлейфы, которые могут достигать сотен метров в воздух и происходят относительно регулярно.

Они вызваны газовыми пузырями, лопающимися на небольшой глубине в магме, которые выбрасывают магму из вулкана и создают фонтан лавы.

Иногда могут возникать более сильные извержения. Крупные взрывы — это извержения, которые, как правило, являются более интенсивной версией Стромболианского извержения и происходят в Стромболи четыре-пять раз в год.

Между тем пароксизмы представляют собой более крупные взрывы, которые длятся в течение короткого периода времени и возникают гораздо реже. Пароксизмы Стромболи также могут быть связаны с пирокластическими потоками горячих газов и обломков, а также с цунами, если они вызывают падение большого количества камней с горы в море.

Однако в 2019 году произошло необычное сочетание крупного взрыва, за которым последовали два пароксизма в течение двух месяцев, чего никто не ожидал.

«Активность в 2019 году была очень неожиданной», — говорит Кьяра. «Все сигналы мониторинга указывали на то, что Стромболи был более активным, чем обычно, но оставался в пределах диапазона ожидаемых уровней».

«Даже после крупного взрыва ни один из параметров не был действительно ненормальным, поэтому два пароксизма не были обнаружены до тех пор, пока они не должны были произойти».

После первого пароксизма Кьяра подала заявку на срочное финансирование исследований, чтобы выяснить, что происходит в Стромболи, и объяснить, почему эти события происходят.

Как меняется Стромболи?

Хотя двойные пароксизмы не являются чем-то необычным, они очень редки. Чтобы выяснить, что может быть ответственным, Кьяра и ее коллеги-исследователи изучили минералы, известные как пироксены.

Они сравнили состав и текстуру образцов, взятых при предыдущих извержениях Стромболи в 2003–2017 годах, а также при извержениях 2019 года. Изучив, чем отличаются эти минералы, они могли получить представление о внутренней работе вулкана.

«Существует два основных способа запуска пароксизмов, — объясняет Кьяра. «Существует восходящая модель, в которой магма из более глубокого резервуара выбрасывается в неглубокий резервуар без какого-либо химического перемешивания, которое может вызвать пароксизм».

«Другая модель представляет собой модель сверху вниз, в которой лава вытекает из неглубокого резервуара, декомпрессируя верхнюю камеру. В результате снижение давления позволяет более глубокой магме быстро подниматься, не смешиваясь с мелководной системой».

Хотя ранее считалось, что поток лавы был сигналом о приближающемся пароксизме, исследователи обнаружили, что оба пароксизма Стромболи в 2019 году были вызваны прибытием магмы из глубокого резервуара.

Он начал поступать в систему за несколько месяцев до пароксизмов, усиливаясь за месяц до первого и продолжаясь до тех пор, пока не произошел второй.

Кьяра и ее соавторы связывают это с изменениями в кристаллической массе вулкана, которая образуется в результате частичной кристаллизации магмы.

«Мы знаем, что в Стромболи есть хорошо развитая каша», — говорит Кьяра. «В предыдущих пароксизмах мы обнаружили, что некоторые минералы из этого слоя выносились на поверхность, когда более глубокая магма проходила через него и попадала в более мелкую систему».

«Однако этого не было в 2019 году. Мы думаем, что, вероятно, существует более прямая связь между более глубокими и более мелкими резервуарами, вызванная тем, что магма более полно пропитывает кристаллическую кашу, позволяя магме подниматься чаще. Это может объяснить, почему активность вулкана стала более изменчивой».

Команда призвала ускорить анализ недавно извергнутых пород, чтобы исследователи могли лучше понять, как вулканы изменились с течением времени.

«В прошлом у Стромболи были записи о множественных пароксизмах, но мы просто не осознавали этого в то время», — говорит Кьяра. «Нам нужно лучше знать развитие его вулканической системы, поскольку знание того, как она вела себя в прошлом, позволяет нам лучше интерпретировать настоящее».