2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
Համալսարանական զբոսայգ, Պա. - Պեն նահանգի հրաբխագետի խոսքով, Մոնսերատում գտնվող Սուֆրիեր Հիլզ հրաբուխը կրկին ակտիվացավ նոյեմբերին՝ 19 ամիս անգործությունից հետո, և հրաբխային ակտիվության օրինաչափությունը կարծես թե շարունակվել է այնտեղից, որտեղ դադարեց, ըստ Փեն նահանգի հրաբխագետի:.
«Չնայած դա միշտ չէ, որ այդպես է, այս հրաբուխը շարունակում է իր ժայթքումը նույն ցիկլային, իմպուլսային ձևով, ինչպես նախկինում», - ասում է դոկտոր Բարրի Վոյթը, երկրաբանության պրոֆեսոր:
Soufriere Hills հրաբուխը պայթուցիկ ժայթքել է 1996թ. սեպտեմբերին և հունիսի 25-ին, օգոստոսի 3-ին, սեպտեմբերի 21-ին և դեկտեմբերի 26-ին, 1997թ.-ին:
Լավայի գմբեթները մագմայի մածուցիկ, կպչուն զանգվածներ են, որոնք կուտակվում են օդանցքից բարձր: Նման լավայի գմբեթները կարող են ձախողվել երկու ձևով. Որոշ դեպքերում գմբեթները կարող են փլուզվել պարզապես այն պատճառով, որ գմբեթի բավարար աճի դեպքում հաստ, կտրուկ թեք լավայի քաշը վերջապես գերազանցում է իր ներքին ուժը, և լավայի զանգվածն այնուհետև բաժանվում է: Գմբեթները կարող են նաև խափանվել, երբ գազերը կուտակվում են գմբեթի տակ, և գազի ճնշումը տարածվում է գմբեթով մեկ, թուլացնում այն և նպաստում ձախողմանը:
Առաջին տեսակի ձախողումը սովորաբար առաջացնում է լավայի բլոկների ձնահյուսեր, բայց երկրորդ տեսակի ձախողումը կարող է առաջացնել տաք մոխրի և գազի կատաղի փոթորիկներ, որոնք կարող են շատ մղոններ անցնել և ոչնչացնել ամեն ինչ իրենց ճանապարհին:
«Ակտիվ հրաբուխների վրա լավայի գմբեթների ուսումնասիրությունները մեզ ստիպեցին հասկանալ, որ գմբեթները պայթյունավտանգ կերպով ձախողվում են շատ դեպքերում», - ասում է Վոյթը: «Քանի որ Soufriere Hills հրաբուխը կրկին անցնում է ճնշման և գմբեթի ձևավորման ցիկլերով, մենք կրկին հնարավորություն ունենք վերահսկելու սեյսմիկ ակտիվությունը և ճնշումը և կատարելագործել գազի ճնշման տակ գմբեթի խափանումների մեր մաթեմատիկական մոդելը:«
Վոյթը և դոկտոր Դերեկ Էլսվորթը, երկրաբնապահպանական ճարտարագիտության պրոֆեսորը, զեկուցեցին իրենց մոդելի մասին Geophysical Research Letters-ի վերջին համարում: Հետազոտողները ստեղծել են գազի դիֆուզիոն մոդելներ՝ լավայի գմբեթներում գազի ճնշումը հաշվարկելու համար: Գազի այս մոդելավորված ճնշումներն այնուհետև օգտագործվել են կայունության վերլուծություններում՝ ցույց տալու համար, որ գազի դիֆուզիոն առաջացնում է խորքային անկայունություն գմբեթում:
Ճնշումը կուտակվում է Սուֆրիեր Հիլզ հրաբխի և այլ անդեզիտ հրաբուխների օդանցքի մոտ, քանի որ երբ մագման բարձրանում է և ճնշումը նվազում է, լուծված ջրի պղպջակները դուրս են գալիս հալոցքից, և մագման դառնում է ավելի մածուցիկ: Այս մածուցիկ լավան խոչընդոտում է ճանապարհը և գազի ճնշումը կուտակվում է:
Դիֆուզիոն մոդելները բացատրում են, թե ինչպես են մագմայի գազերը անցնում ամուր ճեղքերի և միացված ծակոտիների միջով՝ ճնշումը բաշխելով գմբեթում:
«Մեր առաջարկած մեխանիզմը բացատրում է, թե ինչու գմբեթի որոշ խափանումներ չեն առաջանում գործունեության առաջին զարկերակում», - ասում է Վոյթը:«Ժամանակ է պահանջվում, որպեսզի գազի ճնշումը բաշխվի գմբեթի միջով, և դա կարող է առաջացնել պայթուցիկի արտանետում նոր լավայի առաջին զարկերակի հայտնաբերումից շատ ժամեր կամ օրեր անց»:
Հետազոտողները կշարունակեն աշխատել Մոնսերատ հրաբխի աստղադիտարանի հետ՝ մեկնաբանելու գմբեթի վարքագիծը՝ օգտագործելով սեյսմակայունության և դեֆորմացիայի հաշվիչներ:
«1997թ.-ին մոտ օրական մեկ անգամ աստղադիտարանը վերահսկում էր հրաբխից եկող ծծմբի երկօքսիդի գազի կոնցենտրացիան»,- ասում է Վոյթը: «Մենք պետք է շատ ավելի հաճախ վերահսկենք այս գազը, քանի որ լավան դուրս է քամվում իմպուլսներով, որոնք տեղի են ունենում օրական մի քանի անգամ, և գազը դուրս է գալիս այն քանակությամբ, որը համաժամանակյա է լավայի ելքի հետ: Մենք պետք է մոնիտորինգի ջանքերը կապենք դրա հետ: ժամանակի սանդղակ՝ ցանկացած օրվա ընթացքում արտանետվող գազի տատանումները ֆիքսելու համար: Այս քանակությունը գազի ճնշման ուղղակի չափումն է»:
Ծծմբի երկօքսիդի մոնիտորինգը կարող է իրականացվել հեռակա կարգով, ինչը ձեռնտու է, քանի որ խառնարանի եզրի ուսի սկզբնական թեքաչափերը ոչնչացվել են ժայթքումից:
Մեկ այլ բնագավառ, որը հետազոտողները կցանկանային ուսումնասիրել, դա հենց մագմայի վարքն է:
«Մենք այնքան շատ բան չգիտենք, որքան պետք է իմանանք նյութերի բնորոշ վարքի մասին, որոնք մասամբ հեղուկ են և մասամբ բյուրեղային», - ասում է Վոյթը: «Այս կիսահեղուկները բավականաչափ բյուրեղային են, որպեսզի իրականում կարող են ճաքել, և թեև դրանք կարող են հոսել, հիմնականում պինդ են: Այս նյութերի ուժն ու սողացող հատկությունները անհրաժեշտ են կայունության գնահատման համար, բայց դրանք շատ վատ հայտնի են»:
Անդեզիտային մագման՝ լավայի տեսակը, որը հայտնաբերված է Մոնսերատում և շատ այլ հրաբուխների կոնվերգենտ թիթեղների տեկտոնական սահմաններում, կարող է լինել 60-ից 80 տոկոս բյուրեղային, մինչդեռ բազալտե մագման, որը բնորոշ է Հավայան կղզիներին, հիմնականում հեղուկ է: Բացի այդ, անդեզիտային մագման մակերևույթից կես մղոնի տակ կարող է հազար անգամ ավելի մածուցիկ լինել, քան երեք մղոն ներքև՝ հալված բյուրեղացման մեջ լուծված ջրի պղպջակների պատճառով, երբ մագման բարձրանում է:
Մեխանիզմը, որն առաջարկում են Վոյթը և Էլսվորթը Սուֆրիեր Հիլզ հրաբխի համար, կարող է կիրառվել անդեզիտային ցանկացած հրաբխի լավայի գմբեթների վրա, որոնք ենթարկվում են ճնշման գազի: Անդեզիտային հրաբուխները Երկրի վրա հայտնաբերված ամենատարածված տեսակն են և ամենամեծ վտանգը ներկայացնում են Խաղաղ օվկիանոսի և Միջերկրական ծովի շրջակայքում գտնվող մեծ բնակչության համար: Ինչ վերաբերում է Մոնսերատի ապագային, ապա հետազոտողները քիչ վստահ են:
«Հրաբուխը նախկինում գտնվում էր սեյսմիկ ճգնաժամերի 30-ամյա ցիկլում, որը կապված էր ստորգետնյա մագմայի ակտիվության հետ, որը երբեք ամբողջովին մակերեսին չէր հասնում», - ասում է Վոյթը: «Բայց այժմ հրաբուխը կարծես բաց համակարգ ունի, և մենք դեռ չենք կարող ասել, թե երբ այն կկանգնի կամ մեկ անգամ կանգ կառնի, երբ հավանական է նորից սկսել»:
