Ученые выяснили, почему землетрясения не всегда вызывают извержения вулканов

Фото из открытых источников

Сильные землетрясения могут вызывать у действующих вулканов кратковременные всплески необычной активности. Это подтверждено документально. Исследователям было сложно определить, действительно ли всколыхнувшийся вулкан приблизился к извержению или же его просто ненадолго потревожили.

В 2017 году у южного побережья Мексики произошло землетрясение магнитудой 8,2, что предоставило исследователям редкую возможность проверить этот вопрос. Два расположенных поблизости действующих вулкана сначала активизировались, а затем снова затихли. И именно способ их затихания оказался более важным открытием.

8 сентября 2017 года в глубине залива Теуантепек, у южного побережья Мексики, произошло землетрясение магнитудой 8,2. Это было одно из крупнейших тектонических событий, зарегистрированных в стране в современную эпоху, в результате которого погибло около 100 человек и на берег обрушилось небольшое цунами.

В этом регионе расположены два известных вулкана. Эль-Чичон мощно извергся в 1982 году, унеся жизни около 2000 человек и засыпав горячим пеплом близлежащие деревни. Такана находится на границе с Гватемалой, и последнее извержение вулкана произошло в 1986 году. Оба вулкана до сих пор считаются активными.

Перед исследователями стоял простой вопрос, даже если геологические основы были не столь очевидны. Приблизило ли это мощное землетрясение извержение какого-либо из вулканов?

Денис Легран, сейсмолог из Национального автономного университета Мексики (UNAM), возглавил исследование, в котором сравнивалась сейсмическая активность обоих вулканов до и после гигантского землетрясения. Вулканы, находящиеся под напряжением, генерируют крошечные землетрясения — слабые сигналы, которые могут быть зафиксированы только чувствительными приборами. Результаты исследования были опубликованы в журнале The Journal of South American Earth Sciences.

Эти небольшие толчки проявляются в данных в виде резких, сгруппированных сигналов, часто возникающих роями. Подсчет этих толчков и отслеживание их появления дает исследователям приблизительный индикатор того, что происходит на глубине.

Если бы землетрясение 2017 года создало дополнительную нагрузку на каналы любого из действующих вулканов, то эти показатели должны были бы увеличиться и продолжать расти. Быстрое возвращение к исходному уровню указывало бы на обратное.

Реакция вулкана Эль-Чичон последовала практически незамедлительно. В течение нескольких дней после землетрясения под вулканом участились небольшие землетрясения. Повышенная частота сохранялась около пяти недель, после чего снизилась до обычного фонового уровня.

Поначалу в Такане было тихо. Всплеск сейсмической активности под ним начался лишь через 15 недель после землетрясения, и когда это произошло, он длился всего около двух недель. Тот же триггер, но совершенно другой график.

Это различие привлекло внимание команды. Два действующих вулкана, потрясенные одним и тем же разрывом разлома, отреагировали совершенно по-разному. До этого исследования никто не сравнивал поведение обоих вулканов после землетрясения, не отрывая друг от друга данных.

Разница заключается в том, что происходит внутри каждого вулкана. В Эль-Чичоне команда связывает рой небольших землетрясений с циркуляцией горячей воды и газа через потрескавшиеся породы – гидротермальной системой, находящейся под кратковременным давлением.

Вода под давлением быстро движется сквозь трещиноватые породы, что, по мнению группы исследователей, объясняет, почему реакция в Эль-Чичоне произошла в течение нескольких дней. Сам рой скоплений образовался вокруг зон, где горячие источники и паровые жерла уже сегодня выходят на поверхность.

В Такана сигнал выглядел иначе. Эти небольшие землетрясения происходили в более глубоких слоях породы, и команда связала их с магмой. Такова их интерпретация 15-недельной задержки — более плотный, медленно движущийся материал реагирует дольше, если эти данные верны.

Сама реакция не была главной новостью – бросалось в глаза, как быстро каждый вулкан снова «заснул». Если бы землетрясение 2017 года действительно изменило внутренние силы глубоко под каждой из гор, рои вулканов увеличились бы или продолжали бы расти. Вместо этого оба сигнала затихли в течение нескольких недель.

Легран и его коллеги утверждают, что именно это быстрое оседание и является ключом к разгадке тайны, необходимой исследователям. Дрожь ненадолго взбаламутила внутренние жидкости каждого вулкана, а затем утихла, не оставив неизгладимых следов.

Эти данные четко согласуются с тем, что последовало дальше. Ни один из вулканов не извергался в 2017, 2018 годах или в последующие годы. Это отсутствие было зафиксировано в сейсмической записи уже через несколько месяцев после землетрясения.

Местоположение говорило само за себя. В Эль-Чичоне рой вулканов располагался прямо под известными зонами горячих источников, что соответствовало результатам более ранних полевых исследований, в ходе которых была составлена карта вулканической сети с поверхности.

Более глубокий рой магмы Такана совпал с тем, что команда интерпретирует как магматический резервуар и узкий канал, поднимающийся из него. Два независимых метода указывают на одно и то же место. Это совпадение дает будущим приборам мониторинга более четкую цель.

Вывод поражает своей сдержанностью. Гигантское землетрясение произошло на двух известных действующих вулканах, и ни один из них не был дестабилизирован каким-либо существенным образом.

До этого исследования уверенность основывалась на простом отсутствии извержений. Теперь же она обеспечивается прямым измерением того, как отреагировали два вулкана и как быстро они восстановились.

Однако главное преимущество заключается в методе. Везде, где сейсмические сети расположены вблизи крупных разломов, тот же подход позволяет властям в режиме реального времени проверять, нуждается ли находящийся поблизости вулкан в повышенном уровне тревоги.

Для людей, живущих рядом с действующей горой, это реальное изменение в том, что может предложить наука. Это не гарантирует, что извержения не произойдет. Но это позволяет более четко понять, был ли последний толчок лишь примечанием или предупреждением.