За първи път учените са успели да опишат механизма, стоящ зад най-мащабните изригвания на планетата, пише The Conversation.
Геолозите са открили немалко останки от древни супервулкани, както и намеци за появата на нови в бъдеще. Засега щастлива звезда пази човечеството – все още не е имало нито едно подобно изригване в историята на цивилизациите, което това е повече от хубаво, тъй като такива катаклизми са свързани с доста неприятни последствия. За това говори Йелоустоун в Уайоминг, изригвал три пъти в последните 2 млн. години (последния път – преди 600 000 г.).
Вулканичните бомби със забавено действие се взривяват веднъж на няколкостотин хиляди години, изхвърляйки във въздуха огромно количество пепел. Преди 2 млн. г. Йелоустоун е изхвърлил над 2000 куб. км материал – това е достатъчно да покрие Лос Анджелис със слой, дебел километър и половина.
Според изчисленията подобен катаклизъм е способен да понижи средносветовната температура с 10ºC за повече от десет години, тоест последствията ще бъдат усетени от цял свят – реколтите ще намалеят, ще настъпи глад. С други думи, изригването на супервулкан е съпоставимо по беда с падането на голям астероид.
Специалистът по физика на минералите Саймън Редфърн от Кеймбриджкия университет обяснява, че механизмът и причините за такива изригвания остават неясни. Вулканите със среден размер живеят по други закони, изригват често и не толкова силно. Тук картината изглежда по-разбираема – от време на време внезапният приток на магма повишава налягането в подземните камери и материалът търси изход.
Този път изследователите са на мнение, че експериментите и компютърното моделиране най-сетне са дали нещо значимо. С времето плавателността на подземната магма се повишава и по свойства тя започва да напомня на плажна топка, която се опитват да задържат под вода. Щом топката получи свобода, тя не просто изплува, а изскача от водата.
Вим Малф и Кармен Санчес-Вале от Швейцарската висша техническа школа в Цюрих с помощта на синхротрон (ускорител, генериращ интензивно рентгеново лъчение) измерили характеристиките на разтопените материали в условията на магмената камера на няколко километра под повърхността на планетата. На ускорителния комплекс ESRF учените успели да възпроизведат тези условия: 1700˚C, 36 000 атмосфери.
За да се нахрани вулканът, е необходима огромна магмена камера. Цюрихските експерименти показали, че с охлаждането магмата се втвърдява и в нея се образуват кристали, чиято плътност е по-голяма, отколкото тази на околния материал. Те се спускат на дъното на камерата и оставащата маса става все по-малко плътна. Накрая магмата (при съответно количество) става толкова лека, че десет километра твърди скали над нея вече не представляват преграда – бързо повдигащата се магма оказва огромно налягане върху тях.
Други изследователи начело с Лука Карики от Бристолския университет провели компютърно моделиране на аналогичен процес и стигнали до същия извод за ключовата роля на плавателността на магмата.
Редфърн обяснява, че по-малките вулкани изригват различно – изригването следва или заради повишеното налягане в камерата (в резултат на рязко постъпване на допълнително количество магма), или заради отслабване на външното налягане (след земетресение или поради топенето на ледниците, както например в Исландия).
Изригването на супервулканите е следствие на постепенно натрупване на течна магма, която остава гореща и не се втвърдява по никакъв начин, тоест катастрофата е въпрос на време, неизбежна част от техния жизнен цикъл. Както звездата с определен размер задължително става свръхнова.
Резултатите от изследването са публикувани в сп. Nature Geoscience.
