Зачем стране без вулканов все равно? – фундаментальная наука

Адриана Алвес

Не все они так безобидны, как то, что извергается в Исландии.

*

В последние недели новости предоставили нам прекрасные изображения извержения исландского вулкана, расположенного в 30 км от столицы Рейкьявика. Ученые пользуются возможностью собрать новые образцы лавы, в то время как жители играют в волейбол возле вулкана, который стал туристической достопримечательностью. Очевидная безмятежность извержения может ввести зрителей в заблуждение относительно опасности действующих вулканов. Но не все вулканы страны настолько безобидны.

В 18 веке девять тысяч исландцев погибли в результате крупномасштабного извержения вулкана. В долине Нила в 5,5 тыс. Км египтяне пережили один из величайших сельскохозяйственных кризисов в своей истории, вызвавший волну смертей от голода и уничтожившую 1/6 жителей региона.

Эти два события, казалось бы, не связанные друг с другом, были вызваны разными агентами одного и того же автора: вулканом Лаки на юге Исландии. Немедленные последствия почувствовали исландцы, которые вдыхали ядовитые газы и жили с катастрофическими последствиями огромных объемов лавы. На втором месте гибель была вызвана облаком пепла, распространившимся на юг, несущим, помимо частиц, такие газы, как сера, которые в высоких концентрациях могут привести к понижению температуры и вызвать кислотные дожди с катастрофическими последствиями. .для сельского хозяйства.

Другой исландский вулкан оказал воздействие, известное во всем мире. Взрыв Эйяфьятлайокудля в 2010 году стал причиной прерывания глобального воздушного движения, что имело серьезные экономические и социальные последствия.

Но почему вулканы одной страны оказали значительное влияние на такие разные географические области? Душераздирающий для ученых ответ был изложен в статье, опубликованной в журнале Nature Communications в начале 2021 года.

Исторически вулканологи считали, что чем крупнее частицы, выброшенные во время вулканических взрывов, тем короче продолжительность их пребывания в атмосфере и, следовательно, тем меньше радиус действия облака пепла.

Однако результаты работы показывают, что даже при относительно больших диаметрах частицы остаются во взвешенном состоянии и путешествуют в течение нескольких дней или даже месяцев на расстояния столь же впечатляющие, как более пяти тысяч километров пепла вулкана Лаки, если не на расстояния. выше. океанический, как это случилось с Эйяфьятлайёкюдлем.

Механизмы, которые управляют рассеянием этих частиц, включают сложные аэродинамические факторы, но численное моделирование и полевые наблюдения выявили чрезвычайно эффективную систему, в которой более мелкие частицы образуют оболочку вокруг более крупных частиц, позволяя им подвешиваться. Это продолжительное перемещение происходит из-за большего взаимодействия, обеспечиваемого увеличенной площадью поверхности агрегата частиц и сложными ячейками конвекции воздуха, которые образуются в контактах между ними. Это как если бы, путешествуя автостопом на относительно большой частице, более мелкие нашли бы более эффективный способ достичь большего числа на значительно больших расстояниях. Не случайно механизм получил название рафтинг, применительно к экстремальным видам спорта.

Эта новость душераздирающая, в частности, по одной причине: исследования проводились на основе наблюдений относительно небольших вулканов, которые не затеняют самые большие извержения, которые когда-либо видела Земля. Один из этих гигантов, ныне бездействующая система Yellowsone, потенциально может вызвать взрывы, масштабы которых невозможно даже описать в книгах, поскольку масштабы вулканизма представлены в логарифмической шкале – как для вулканов, так и для шкалы Рихтера. для землетрясений.

Йеллоустонский вулканический хребет в Соединенных Штатах состоит примерно из 60 000 кубических километров самой взрывоопасной лавы на земле (богатой кремнием и газом). Хотя такой сценарий уже сам по себе пугает, он становится еще более катастрофическим, если мы рассмотрим самую глубокую подсистему, которая, несмотря на свой менее взрывоопасный потенциал, имеет объем в четыре раза больше, чем поверхностная система.

Что произойдет, если произойдет извержение Йеллоустоуна? Окаменелые существа Помпеи и голливудского перепроизводства предполагают мрачный прогноз.

*

Адриана Алвес – геолог и профессор USP.

Подпишитесь на информационный бюллетень Serrapilheira, чтобы следить за новостями института и блога Ciência Fundamental. У вас есть предложенная повестка дня? Узнайте, как сотрудничать здесь.

Back to top button