Международная группа учёных под руководством Манчестерского университета установила, что перегрев магмы способен заметно менять характер вулканического извержения. Исследователи изучили материалы извержения Тахогаите на испанском острове Ла-Пальма, произошедшего в 2021 году. Об этом сообщает ScienceDaily со ссылкой на результаты работы, опубликованные в журнале Nature Communications.
Перегрев возникает, когда температура магмы становится выше уровня, при котором её кристаллы обычно сохраняются. В таких условиях микроскопические кристаллические образования могут растворяться, а сама расплавленная порода становится более однородной и дольше остаётся жидкой. Это препятствует образованию новых кристаллов во время движения магмы к поверхности.
Кристаллы влияют на вязкость магмы: чем их больше, тем гуще становится расплав и тем труднее ему перемещаться. Чтобы проверить действие высокой температуры, учёные воспроизвели в лаборатории условия, близкие к вулканическим, используя образцы с Ла-Пальмы. Наблюдения проводили в научном центре Diamond Light Source с помощью синхротронной рентгеновской микротомографии — метода, который позволяет в реальном времени получать трёхмерные изображения внутренних процессов без разрушения образца.
Эксперименты показали значительную разницу между обычной и перегретой магмой. В образцах без дополнительного нагрева кристаллы начинали формироваться примерно через 20 минут. После сильного перегрева начало кристаллизации откладывалось более чем на восемь часов, что значительно дольше ожидаемого срока.
Полученные данные исследователи использовали в компьютерных моделях подъёма магмы через земную кору. Согласно расчётам, перегретая магма дольше сохраняет текучесть, быстрее движется вверх и может создавать условия для мощных фонтанов лавы, когда вулканические газы выбрасывают расплав высоко над жерлом. Если же кристаллы начинают расти раньше, магма становится более вязкой, поднимается медленнее, а газы успевают выйти, что способствует спокойному излиянию лавы.
Учёные считают, что при оценке вулканической опасности важно учитывать не только химический состав магмы, содержание газов и изменения давления, но и её температурную историю до извержения. Эти факторы могут помочь точнее объяснить, почему вулканы с похожими характеристиками демонстрируют разное поведение. При этом температура сама по себе не определяет полностью характер извержения, а является одной из составляющих сложных процессов, происходящих внутри вулканической системы.