Таяние льда может разбудить вулканы Антарктиды

Фото из открытых источников

Антарктида — земля не только льда, но и огня. Более 100 вулканов скрываются под ледяным покровом или пронзают его. Один из них, гора Эребус высотой 3800 метров, грозно бурлит всего в 40 километрах от станции Мак-Мердо, крупнейшей исследовательской базы Антарктиды. Другой, гора Ваше, дал тревожные намеки на то, что потеря льда спровоцировала его древние извержения. Теперь исследователи нацелились на обе вершины, чтобы узнать о непосредственных и долгосрочных угрозах.

Датчики, которые в этом месяце устанавливаются вдоль края Эребуса, могут помочь исследователям понять угрозу, которую этот дико активный вулкан представляет для Мак-Мердо и новозеландской базы Скотта по соседству. А запланированная в этом месяце полевая кампания в Ваше изучит возможность того, что изменение климата может пробудить скованные льдом вулканы, чьи горячие извержения могут, в свою очередь, ускорить потерю льда в новой опасной обратной связи. «Это интересная опасность», — говорит Мэтью Циммерер, геохронолог из Института горного дела и технологий Нью-Мексико (NMT).

Эребус находится всего в 20 минутах полета на вертолете от Мак-Мердо, поэтому с 1960-х годов ученые изучали вулкан и лавовое озеро, которое бурлит в его кальдере, время от времени выбрасывая «бомбы» расплавленной породы. Сейсмометры, размещенные около вершины, многое рассказали о неглубоком магматическом трубопроводе Эребуса. Но сильный ветер заглушил приборы, заглушив грохот более глубокой магмы, говорит Рик Астер, геофизик из Университета штата Колорадо. «Мы изучаем верхушку магматической системы, которая простирается, возможно, на 150 километров в мантию».

Небольшая группа вылетела в Эребус в прошлом месяце, чтобы начать закапывать новый набор сейсмометров, где они будут защищены от шума ветра. Это было нелегко: полутонный компрессор, необходимый для привода большой пневматической дрели команды, был слишком тяжелым для их вертолета. Поэтому, акклиматизировавшись к разреженному воздуху около вершины, техники начали рыть первую из четырех лунок, каждая глубиной 1 метр, с помощью лопат и ручной дрели. Однажды в обеденный перерыв температура ветра достигла –59 °C, говорит Глен Маттиоли, вице-президент по приборам консорциума EarthScope, который управляет сетью сейсмометров.

Защищенные от ветра, сейсмометры будут передавать свои данные в режиме реального времени и работать в темноте антарктической зимы, позволяя постоянно контролировать Эребус на предмет опасностей. Они также могут предложить более глубокие знания.

Вулканы редко сохраняют открытое лавовое озеро в течение длительного времени, не говоря уже о десятилетиях, как это делает Эребус. Но когда это происходит, считается, что озеро действует как выпускной клапан, предотвращая нарастание давления. Однако в Эребусе исследователи отследили долгосрочные циклы нарастания давления, которые ощутимо раздувают и сдувают его склоны, что указывает на пробел в понимании того, как работает его магматическая система, говорит Ронни Грапентин, геофизик из Университета Аляски в Фэрбанксе.

Лавовое озеро шириной 20 метров также таит в себе загадки. Его вспенивание может привести к появлению гигантских газовых пузырей, которые охватывают все озеро. Когда пузырь прорывается на поверхность, он взрывается, запуская лавовые бомбы, которые могут приземлиться на расстоянии более 1 километра. Aster надеется, что новые сейсмические станции покажут, почему лавовое озеро может переходить от волнения к годам затишья и почему в более ранние времена Эребус извергался более сильно. Лучшее понимание его системы также может помочь в разработке моделей других вулканов Антарктиды, говорит Грапентин. «Эребус помогает нам понять, как может выглядеть другой вулканизм в регионе».

Вулкан Ваше, тем временем, хотя и бездействует и, возможно, потух, может дать ответ на самый насущный вопрос в антарктической вулканологии: будут ли вулканы становиться более активными с учетом все более быстрого таяния льда ? Идея проста: по мере того, как вес вулканов уменьшается, газы, запертые в магме, высвобождаются, как шипение в откупоренной бутылке шампанского, вызывая извержения. Такая динамика наблюдалась с вулканами в Исландии и на тихоокеанском северо-западе США, говорит Аделина Гейер, вулканолог из Geosciences Barcelona. «Как только ледники начинают отступать, вулканическая активность начинает возрастать». Но никаких доказательств взаимодействия не было зафиксировано в Антарктиде.

В прошлом десятилетии команда NMT совершила трудное путешествие в Ваше, примерно в 1500 километрах от Мак-Мердо, и взяла образцы лавы, оставшиеся со времен его последней активности, более 100 000 лет назад. Лабораторные анализы, пока не опубликованные, показали, что породы произошли от более чем 50 различных извержений, почти 90% из которых произошли между ледниковыми периодами, когда температура была теплой, как сегодня, и когда ледяные щиты предположительно были тонкими. «Это была совершенно неожиданная корреляция», — говорит Циммерер.

В этом месяце исследователи вернутся в Ваше, чтобы найти больше камней, которые могли бы подтвердить, что потеря вышележащего льда вызвала пробуждение Ваше. Команда надеется посетить другие вулканы в ближайшие годы, чтобы изучить их реакцию на таяние льда.

Циммерер говорит, что неясно, как быстро вулканы отреагируют на сокращение льда, если вообще отреагируют. И один вулкан, извергающийся подо льдом, не вызовет большого дополнительного таяния. Но если извергнутся многие, говорит он, может сработать обратная связь , при которой потеря льда приведет к большему вулканизму, а больше извержений — к большему сокращению льда и последующему повышению уровня моря. Если это так, то выбросы парниковых газов человечеством могут повлиять даже на самые отдаленные вулканы планеты, что, в свою очередь, может повлиять на судьбу человечества.