Канарский вулкан Кумбре-Вьеха заподозрили в нетипичном поведении
На основе данных об изменениях сейсмичности в период, предшествовавший пробуждению вулкана Кумбре-Вьеха на канарском острове Ла-Пальма, американский вулканолог пришел к выводу о нетипичном характере его активности. Сравнительно долгие периоды затишья и усиления сейсмичности перед извержением отличают его от большинства проявлений базальтового вулканизма, как и значительная доля пирокластики в продуктах извержения, сообщает статья, вышедшая в журнале Science. Изучение особенностей режима вулкана как во время активизации, так и на стадии покоя, поможет в прогнозировании и оценке рисков при будущих извержениях.
Согласно современным представлениям, источником вулканизма
Канарских островов служит горячая точка — область интенсивного
магмообразования, питаемая восходящим потоком мантийного вещества. Такие
вулканы извергают, как правило, горячую базальтовую лаву и могут проявлять слабую
или умеренную стромболианскую активность, то есть выбрасывать пирокластический
материал (пепел, лапилли и вулканические бомбы).
Извержение, продолжающееся более 70 дней, уже унесло одну
человеческую жизнь (после очистки от пепла крыши собственного дома скончался 72-летний
мужчина) и потребовало эвакуации около 7000 человек. Материальный ущерб от
разбушевавшейся стихии оценивается более чем в 400 миллионов евро. Уничтожены
жилые дома в нескольких населенных пунктах, пострадали дорожная инфраструктура
и сельскохозяйственный сектор. Неоднократное закрытие аэропорта Ла-Пальмы,
вызванное выбросами пепла, также повлекло значительные убытки.
Самые ранние достоверные признаки, указывающие на активизацию вулканизма, были зарегистрированы в южной части острова в октябре 2017 года и в феврале 2018 года как последовательные сейсмические рои. Первый из них длился восемь дней и насчитывал 128 землетрясений магнитудой 0,1–2,7 с гипоцентрами на глубине около 21 километра. Второй продолжался пять дней и состоял из 84 землетрясений магнитудой 1,4–2,6 со средней глубиной гипоцентра 26 километров. Несмотря на относительную кратковременность второго роя, в ходе его высвободилась сейсмическая энергия 6,68×10
Дополнительным признаком
приближающегося извержения стали деформации поверхности на Ла-Пальме, зафиксированные
методами спутниковой геодезии.После некоторого затишья слабая сейсмическая активность возобновилась в июле 2020 года, а с 11 сентября 2021 года ее характер резко изменился. Количество землетрясений быстро выросло до нескольких сотен в день, а максимальная магнитуда достигла 4,2. Глубина гипоцентров уменьшилась до 8–13 километров, и это означало, что магма мигрирует к поверхности. 19 сентября на западном склоне вулкана началось излияние лавы, а также выбросы газа и пирокластики.
Изучая
динамику изменений, которые претерпевала сейсмическая активность до начала
текущего извержения, вулканолог Марк-Антуан Лонгпре (Marc-Antoine Longpré) из Городского университета Нью-Йорка
обнаружил в ней черты, не характерные для поведения базальтового вулкана.
Исследователь опирался на результаты статистического анализа, объединившего
данные по продолжительности стадий покоя и периодов активизации перед извержением
у вулканов разных типов.
Для базальтовых вулканов время покоя составляет от
нескольких месяцев до нескольких лет, а время активизации варьирует в пределах
от нескольких минут до нескольких дней. Примерами могут служить высокоактивные Этна,
расположенная в зоне субдукции, и Килауэа — один из элементов Гавайской горячей
точки. Кумбре-Вьеха функционирует в другом режиме, хотя тоже извергает
преимущественно лавы основного состава, образующие такие породы, как базальт,
трахибазальт, базанит и тефрит.
Длительность стадий покоя этого вулкана на один—два порядка
превышает аналогичный показатель для большинства базальтовых вулканов. Что
касается времени предэруптивной активизации, то уровень развития сети
сейсмического мониторинга позволяет с достаточной точностью определить его лишь
для событий, происходивших накануне нынешнего извержения. Вулкан Кумбре-Вьеха «раскачивался»
долго — около четырех лет. Эта подготовка к главной стадии вулканического
процесса состояла из нескольких этапов: усиление сейсмичности, затем ее спад,
новое нарастание активности и, наконец, лавинообразное увеличение количества
землетрясений в последнюю неделю перед извержением.
Лонгпре также обратил внимание на повышенную взрывную активность, которую проявляет Кумбре-Вьеха. С самого начала извержения над главным конусом сформировалась устойчивая эруптивная колонна — пепло-газовый столб, высота которого изменялась от трех до шести километров. Пепла и лапилли оказалось столько, что в пределах одного километра от вулкана мощность образованного ими слоя отложений достигает местами 60 сантиметров.
Пока ученые не наблюдают в динамике извержения каких-либо
признаков ослабления. Однако после того как оно закончится, Кумбре-Вьеха войдет
в очередной период покоя, который, судя по ее истории, продлится десятки лет.
Следующий всплеск активности, по-видимому, произойдет в другой точке этого
крупного вулканического комплекса, но не исключено, что его предварительная
стадия вновь окажется столь же долгой.
Ранее ученые показали, как состояние магмы в резервуаре связано с поведением вулкана, предсказали на основе спутниковых данных о выбросе диоксида серы маленькое извержение у берегов Новой Зеландии и сообщили о начале трещинного извержения на исландском острове Рейкьянес.
Винера Андреева
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Механизм извержения вулкана Ла-Пальма исследовали учёные — Поиск
«На Канарских островах извержения вулканов происходят не очень часто, но они достаточно мощные, — рассказывает один из авторов статьи, главный научный сотрудник Института нефтегазовой геологии и геофизики им.
А. А. Трофимука СО РАН, заведующий лабораторией сейсмической томографии член-корреспондент РАН Иван Юрьевич Кулаков. — Так, извержение на одном из западных островов Канарского архипелага, Эль-Йерро, в 2011—2012 годах очень встревожило население: известно, что несколько десятков тысяч лет назад произошло подобное событие, которое вызвало колоссальный оползень. Тот в свою очередь привел к возникновению цунами высотой несколько сотен метров. Если в Атлантическом океане такое произойдет, под ударом окажется всё западное побережье Северной Америки».
Но, к счастью, это извержение было слабым, — в отличие от того, которое произошло десять лет спустя на соседнем острове Ла-Пальма.
Кумбре-Вьеха на Ла-Пальме извергался с 19 сентября по 25 декабря 2021 года. Это вулканическое событие стало не только самым длительным в истории острова, но и побило рекорды по объему изверженных лавы и газов. Хотя катастрофа не привела к жертвам, но разрушила сотни домов, транспортные и коммуникационные сети и затронула обширные сельскохозяйственные угодья, которые имеют ключевое значение для местной экономики.
Менее чем за три месяца это трещинное извержение образовало лавовое поле площадью более 12 км2 (для сравнения, самое продуктивное из семи предыдущих извержений на Ла-Пальме за последние 500 лет образовало лавовое поле площадью всего 4,4 км2). По своему стилю последнее извержение было эффузивным: жидкая базальтовая лава изливалась потоками и покровами, но сопровождалось многочисленными стромболианскими взрывами, когда более вязкая лава с силой выбрасывалась из жерла вулкана. Риск приближения лавовых потоков к воде привел к остановке судоходства в этом районе, а вулканический пепел, заполнивший атмосферу, прервал авиасообщение и отрезал от мира три острова: Ла-Пальму, Гомеру и Эль-Йерро.
«Извержение на Ла-Пальме ожидали давно, еще с 2017 года, поскольку были явные его предвестники, — объясняет Иван Кулаков. — Периодически на глубине порядка десяти километров возникал рой землетрясений, и было ощущение, что магма в этом месте концентрируется и пытается пробиться наверх, у нее не получается, она успокаивается, а потом, спустя несколько месяцев, делает еще одну попытку.
Когда ученые поняли, что на острове явно происходит какая-то активность, они поставили высококачественную сейсмическую сеть. Примечательно, что параллельно работали две организации, конкурирующие друг с другом: Национальный географический институт (IGN; 11 станций) и Канарский вулканологический институт (INVOLCAN; 12 станций). Действуют они абсолютно автономно, у каждой — своя сеть станций, и они независимо друг от друга определяют координаты землетрясений, используя отличающиеся алгоритмы и модели, и в результате получают разные данные».
Наконец, в сентябре 2021 года специалисты увидели, что землетрясения после формирования устойчивого кластера на глубине около десяти километров цепочкой пошли наверх. Десять дней они поднимались, затем подъем ускорился, и когда землетрясения вышли к поверхности, произошел мощный прорыв магмы на поверхности. «Это были колоссальные потоки лавы общим объемом около кубического километра, — рассказывает Иван Кулаков. — Процесс также сопровождался большим выбросом газов.
По оценке местной геофизической службы, объем газов доходил до миллиона тонн в сутки, я с таким никогда не сталкивался. Это уникальное извержение по своей продуктивности, и продолжалось оно в течение 85 дней».
Вулканическая сейсмология — один из важнейших инструментов мониторинга вулканов: она открывает окно в подповерхностные структуры и обнаруживает их связи с магматическими процессами. Обычно создать томографические изображения наиболее активной фазы извержения трудно — для построения модели достаточного разрешения необходимо большое количество сейсмических станций и данных о землетрясениях. И особенно редко случается, чтобы густая сеть действовала до кульминации извержения, как это было с вулканом Кумбре-Вьеха. Наборы данных, переданных Национальным географическим и Канарским вулканологическим институтами, ученые ИНГГ СО РАН объединили и на их основе построили первую сейсмическую скоростную модель Ла-Пальмы — ранее подобные геофизические расчеты для этого региона не проводились.
После того как магма пробила себе путь, сейсмическая активность прекратилась и возобновилась спустя десять дней. Интересно, что она происходила на двух уровнях: в районе 10 и 25 километров, и было непонятно, откуда сейсмичность могла взяться на такой глубине.
«По ходу этого извержения мне приходила информация о нем практически в реальном времени, — поясняет Иван Кулаков. — Испанские коллеги предложили нам построить сейсмическую томографическую модель. Поскольку у нас были данные об очень большом количестве землетрясений — 11 349 событий зафиксировали две сейсмические сети, работавшие в месте извержения, — нам удалось получить очень качественное изображение геологических процессов, протекавших в каждом из трех эпизодов: когда магма пробивала себе дорогу, когда ей это удалось и когда извержение установилось. Разрешение модели настолько высокое, что хорошо видно зону проникновения через земную кору магматического вещества: трещину, канал внутри прочного корового вещества, по которому пробивалась магма, и сопровождавшую этот процесс сейсмичность».
Схематическое изображение различных стадий эруптивного процесса на Ла-Пальма в 2021 году. Фон — распределение отношения Vp/Vs на вертикальном сечении А2—В2 в направлении ЮЮВ-ССЗ. Точки — проекции гипоцентров событий в соответствующие интервалы времени на расстояниях менее 0,6 км; размер точек отражает магнитуды событий.
С одной стороны, сейсмическая томография выявила большой магматический очаг, расположенный под корой, который стучался в течение нескольких лет и пытался вырваться на поверхность. С другой стороны, анализ сейсмических изображений позволил предположить, откуда взялись глубокие землетрясения, сопровождавшие извержение. С глубины десять километров очаг выталкивает большое количество вещества наружу, при этом там уменьшается давление, образуются пустоты, и происходит внутренний коллапс: часть хрупкого вещества земной коры падает внутрь этих резервуаров.
«Система работы этого вулкана напоминает поршень, — поясняет Иван Кулаков. — В момент активизации глубоких землетрясений магма начинает выталкиваться наверх, что увеличивает излияния лавы на поверхность.
Но в это же время часть вещества уходит наоборот вниз: из-за этого происходит гидроразрыв, и раскрываются новые трещины уже на глубине 25 километров». По словам ученого, подобного рода механизм был описан впервые.
Результаты исследования позволили специалистам лучше понять природу активности Кумбре-Вьеха и возможные будущие вулканические сценарии на острове Ла-Пальма. «С помощью томографических изображений мы выяснили, что преэруптивная, перед извержением вулкана, стадия может протекать быстрее, чем ожидалось, — заключает Иван Кулаков. — В 2021 году она длилась около семи дней. Кроме того, мы наблюдали быструю миграцию гипоцентров землетрясений, центральных точек очага землетрясения, в которых начинается подвижка пород, за несколько часов до извержения. Таким образом, можно сделать вывод: процесс принятия решений во время вулканической катастрофы не должен опираться на более или менее постоянные тенденции — внезапные изменения могут произойти в любое время».
Елена Трухина
Иллюстрации предоставлены Иваном Кулаковым
“Наука в Сибири”
Извержение вулкана Ла Пальма официально объявлено завершенным: NPR
По
Ассошиэйтед Пресс
Трещина видна рядом с покрытым пеплом домом на канарском острове Ла-Пальма 1 декабря. Власти испанского острова заявляют об извержении вулкана, которое нанесло значительный ущерб, но официально никто не пострадал. Эмилио Моренатти/AP скрыть заголовок
Эмилио Моренатти/AP
Рядом с домом, покрытым пеплом, на канарском острове Ла-Пальма 1 декабря видна трещина. Власти испанского острова заявляют об извержении вулкана, которое нанесло значительный ущерб, но официально никто не пострадал.
Эмилио Моренатти/AP
МАДРИД.
Власти одного из испанских Канарских островов объявили об извержении вулкана, начавшемся в сентябре, официально завершившемся в субботу после 10 дней отсутствия потоков лавы, сейсмической активности или значительных выбросов диоксида серы.
Но чрезвычайная ситуация на Ла-Пальме, самом северо-западном острове архипелага Атлантического океана, не закончилась из-за масштабного ущерба, причиненного извержением, заявил директор Канарского комитета по чрезвычайным ситуациям из-за вулканической активности, объявляя о долгожданном событии.
«Это не радость и не удовлетворение — как мы можем определить, что мы чувствуем? Это эмоциональное облегчение. И надежда», — сказал директор Pevolca Хулио Перес. «Потому что теперь мы можем проявить себя и полностью сосредоточиться на восстановительных работах».
Солдаты испанской армии стоят на холме, пока лава течет по Ла-Пальме, 29 ноября. Эмилио Моренатти/AP скрыть заголовок
переключить заголовок
Эмилио Моренатти/AP
Солдаты испанской армии стоят на холме, пока лава течет по Ла-Пальме 29 ноября.
Эмилио Моренатти/AP
Огненная расплавленная порода, стекающая к морю, разрушила около 3000 зданий, похоронила банановые плантации и виноградники, разрушила оросительные системы и перекрыла дороги. Но никаких ранений или смертей не было напрямую связано с извержением.
Перес, который также является министром государственного управления, юстиции и безопасности региона, сказал, что правительство архипелага оценило потерю зданий и инфраструктуры более чем в 900 миллионов евро (1 миллиард долларов).
Дом покрыт пеплом от вулкана на Ла-Пальме 30 октября. Эмилио Моренатти/AP скрыть заголовок
переключить заголовок
Эмилио Моренатти/AP
Дом покрыт пеплом вулкана на острове Ла-Пальма 30 октября.
Эмилио Моренатти/AP
Вулканологи заявили, что им необходимо подтвердить, что три ключевые переменные — газ, лава и толчки — ослабли в хребте Кумбре Вьеха на 10 дней, чтобы объявить об очевидном истощении вулкана. Поскольку извержение началось 19 сентября, предыдущие периоды снижения активности сменялись повторными вспышками.
Накануне, 14 декабря, вулкан умолк после того, как вспыхнул в течение 85 дней и 8 часов, что сделало его самым продолжительным извержением на Ла-Пальме за всю историю наблюдений.
Премьер-министр Испании Педро Санчес назвал прекращение извержения «лучшим рождественским подарком».
Лава течет по Ла-Пальме 29 ноября. Эмилио Моренатти/AP скрыть заголовок
переключить заголовок
Эмилио Моренатти/AP
Лавовые потоки на Ла-Пальме 29 ноября.
Эмилио Моренатти/AP
«Мы продолжим совместную работу всех учреждений, чтобы перезапустить чудесный остров Ла-Пальма и устранить ущерб», — написал он в Твиттере.
Сельское хозяйство и туризм являются основными отраслями промышленности на Канарских островах, популярных среди многих европейских отдыхающих из-за их мягкого климата.
Вулканическая головная боль Ла-Пальмы: что делать со всей этой лавой и пеплом | Вулканы
В течение трех месяцев они подчинялись прихотям ревущего вулкана. Теперь жители небольшого испанского острова Ла-Пальма бьются над другой дилеммой: что делать с миллионами кубометров лавы и пепла, которые он оставил после себя.
Вулкан бушевал 85 дней, извергая пепел и реки лавы, которые поглотили более 1000 домов, перерезали шоссе и задушили пышные банановые плантации, которые двигают экономику острова.
В день Рождества было объявлено, что извержение закончилось, и жители вынуждены решать сложную задачу восстановления.
«Это жестоко», — сказал Хавьер Морено, один из 80 000 жителей Ла-Пальмы. «Пострадавшая территория выглядит так, будто возвели Берлинскую стену, но сделана из черной лавы».
В последние дни около 2000 из 7000 эвакуированных жителей получили разрешение вернуться домой. Многие прибыли, чтобы найти слои порошкообразного пепла, покрывающего их дома, внутренние дворики и растения — остатки более чем 200 м3 лавы и пепла, выброшенных вулканом.
— Это непрерывная битва, — сказал Морено. «Сегодня уберешь, а завтра ветер нанесет еще несколько сантиметров».
В некоторых частях острова пепел поглотил дома, поглотил зеленые насаждения и скопился в метровых отмелях. Лава и пепел вышли за пределы острова; лава, стекающая в океан во время извержений, создала два новых полуострова площадью 44 и 5 гектаров, а подводные кадры показали морскую жизнь, покрытую пеплом.
Несмотря на то, что благодаря круглосуточным усилиям по очистке от пепла часть его удалось накопить в определенных местах, например, в бывшем карьере на острове, удаление раскаленных потоков лавы, которые растекались по районам и сельскохозяйственным угодьям, оказалось более сложной задачей.
.
«Они продолжают накапливать тепло, температура в некоторых местах превышает 500 градусов [по Цельсию]», — сказала Инес Галиндо, геолог, возглавляющая подразделение на Канарских островах Испанского геологического и горного института.
После того, как лава остынет — процесс, который может занять месяцы — в некоторых случаях может быть проще построить поверх нее, чем разбивать ее и удалять, добавила она.
Глэдис Джеронимо, 65 лет, очищает от песка и пепла свой дом в районе Лас-Манчас. Фотография: Дезире Мартин/AFP/Getty ImagesПока исследователи и чиновники пытаются выяснить, что можно сделать с материалами, извергнутыми вулканом, они обратились к истории. На соседнем острове Лансароте шестилетнее извержение 1730 года оставило части острова покрытыми вулканическим материалом. «Частицы были пористыми и могли удерживать воду в почве… они воспользовались этим, чтобы посадить виноградники», — сказал Галиндо.
В настоящее время она и ее команда изучают свойства пепла в Ла-Пальме, чтобы понять, можно ли его использовать аналогичным образом, в то время как другая группа исследователей исследует, можно ли использовать богатую минералами почву в качестве удобрения.
Региональные власти тем временем изучают возможность использования золы для строительства домов, дорог и мостов по всему острову. «Это не оригинальная идея, мы используем методы, которые использовали римляне», — сказал Хавьер Ювера, инженер отдела общественных работ на Канарских островах. «Римляне работали с пеплом, который выходил из [горы] Везувия, используя его для строительства своих базилик и зданий».
Трещина рядом с покрытым пеплом домом на Ла-Пальме, декабрь 2021 года. Фотография: Эмилио Моренатти/APЕго команда сейчас работает над тем, чтобы определить, похож ли пепел, рассеянный по всему острову, на вулканический пепел, которым римляне связывали обломки горных пород. Если это так, то это может стать прочным строительным материалом и сыграть роль в восстановлении острова, где региональные чиновники оценили потерю зданий и инфраструктуры более чем в 900 миллионов евро (750 миллионов фунтов стерлингов).
Джувера описал эти идеи как кажущиеся естественными для архипелага, образовавшегося в результате вулканической активности, продолжавшейся миллионы лет.
