Виверження Кілауеа допомогли дослідити механізм лавових фонтанів
Спостереження за виверженнями Кілауеа дали нові дані про лавові фонтани та можливі механізми їх утворення.
Серія вивержень вулкана Кілауеа на Гаваях дала науковцям детальні дані для вивчення лавових фонтанів, висота яких під час найпотужніших епізодів перевищувала 400 метрів. Дослідники Геологічної служби США проаналізували вимірювання з 35 станцій спостереження та зіставили їх із наявними поясненнями утворення таких фонтанів.
Про результати дослідження, опублікованого в журналі Science, повідомляє Ars Technica. Кілауеа є наймолодшим і найактивнішим вулканом Гаваїв, однак із 1823 року там зафіксували лише три періоди фонтанування лави.
Деформація вершини як сигнал
Після великого виверження 2018 року, яке частково спорожнило один із підземних резервуарів лави, фахівці спостерігали його поступове заповнення. Від 2019 року цей процес пришвидшився: місцева вершина вулкана піднімалася більш ніж на 22 сантиметри на рік, а у 2023 році темп зріс до 57 сантиметрів на рік і деформація поширилася на сусідню кальдеру.
У 2024 році відкриття жерла супроводжувала серія землетрусів. Тоді утворилася тріщина завдовжки 900 метрів, а фонтани лави протягом 13 годин сягали 160 метрів. Менш ніж за добу після завершення цього епізоду сталося друге виверження. Станом на минулий місяць після цього зафіксували ще 52 фонтанні виверження.
Кожне з них спричиняло швидке осідання вершини Кілауеа, після чого магматичний резервуар Халемаумау повільно поповнювався. Геологічна служба США встановила, що послідовні виверження відбувалися за подібних показників нахилу вершини. Це дало змогу попереджати про ймовірне поновлення фонтанів, оскільки безпосередньо перед ними не виявляли чітких сейсмічних сигналів.
Дві гіпотези утворення фонтанів
Одна з основних гіпотез пов'язує фонтани з виділенням водяної пари: на меншій глибині вода виходить із магми, дробить її та прискорює підйом розплавленої породи. Інша гіпотеза передбачає накопичення вуглекислого газу у вигляді магматично-газової «піни» у верхній частині магматичної камери.
Нові спостереження не дали остаточної відповіді, але не підтримали сценарій із піною з вуглекислого газу, оскільки його рівень залишався низьким упродовж циклу вивержень. Концентрація діоксиду сірки зростала під час вивержень і знижувалася після них, водночас лишаючись високою протягом усього періоду. Дані більше узгоджуються з моделлю, у якій важливу роль відіграє водяна пара, хоча причина раптового запуску фонтанів досі не встановлена.
Вміст оксиду магнію, який вказує на температуру магми, змінювався відповідно до циклу спорожнення та поповнення резервуара гарячим матеріалом. Водночас рівні інших оксидів поступово зростали, що може свідчити про відмінний хімічний склад нової магми.
