Naukowcy wzywają do dalszych badań w celu określenia „punktu krytycznego” dla gigantycznych wulkanów

Uniwersytet w Cardiff

Naukowcy twierdzą, że bardzo trudno jest przewidzieć, kiedy superwulkan ponownie wybuchnie ze względu na ogromną różnorodność wydarzeń, które miały miejsce wcześniej.

Pisanie dzisiaj w Recenzje przyrody Ziemia i środowiskoZespół twierdzi, że nie ma jednego modelu, który mógłby opisać, w jaki sposób zachodzą te katastrofalne wydarzenia, co sprawia, że ​​niezwykle trudno jest określić, w jaki sposób superwulkany będą wybuchać w przyszłości.

Superwulkan jest definiowany jako wulkan, który doświadczył co najmniej jednej erupcji o sile 8 magnitudo, najwyższej oceny w indeksie wybuchu wulkanu lub VEI, co oznacza, że ​​uwolnił ponad 1000 kilometrów sześciennych materiału.

Kiedy te masywne systemy wulkaniczne wybuchają, związany z nimi „superwulkan” jest najbardziej katastrofalnym wydarzeniem zagrożenia naturalnego, rozprowadzając koce opadającego popiołu i otaczającej ziemię strumienie lawy, które mogą mieć setki metrów grubości, pokrywając tysiące do dziesiątek tysięcy kilometrów kwadratowych. .

Zdarzenia te pozostawiają również ogromne dziury w Ziemi zwane kalderami z powodu zapadania się powierzchni Ziemi przez usuwanie tak dużych objętości magmy.

Zdarzenia te są jednak niezwykle rzadkie i zdarzają się mniej więcej raz na 100 000 lat. Do tej pory nie ma unikalnych wyjaśnień mechanizmów, czasu i maksymalnych rozmiarów supererupcji.

W swoich badaniach zespół, w tym naukowcy z Cardiff University, przeprowadził dogłębny przegląd dowodów terenowych, geochemicznych i petrologicznych z 13 supererupcji, które miały miejsce w ciągu ostatnich dwóch milionów lat. Dokonali również przeglądu badań geofizycznych ostatnich systemów wulkanicznych, które dostarczają swobodnej aktualnej migawki systemu magmowego.

Zdarzenia wahały się od ostatniej erupcji wulkanu Taupo w Nowej Zelandii, ponad 24 000 lat temu, do najstarszej w Yellowstone w USA, prawie dwa miliony lat temu.

Analiza danych nie ujawniła żadnego pojedynczego, ujednoliconego modelu opisującego, w jaki sposób doszło do każdego z trzynastu zdarzeń i wykazała, że ​​supererupcje mogą rozpocząć się umiarkowanie w ciągu kilku tygodni lub miesięcy lub natychmiast rozpocząć intensywną aktywność. Poszczególne nadmierne erupcje mogą trwać od kilku dni do kilku tygodni lub wydłużać się przez dziesięciolecia.

Dowody z najmłodszego Toba Tov w Indonezji, które wybuchło 74 000 lat temu, wskazują, że erupcja rozpoczęła się nagle, z natychmiastowym zawaleniem się dachu komory. Z kolei erupcja Oruanui w Nowej Zelandii, która wybuchła 25 400 lat temu, zaczęła się powoli, osadzając dużą czapę popiołu przed zapadnięciem się kaldery i rozwijała się z przerwami z kilkumiesięcznymi przerwami.

Źródło magmy, która ostatecznie wybucha z wulkanu, również jest różne, od pojedynczych ciał magmy do wielu ciał magmy, które są stukane jednocześnie lub sekwencyjnie.

„Super erupcje mogą zaczynać się dosłownie wraz z zawaleniem się i zawaleniem sufitu pomieszczenia lub stopniowo, z częstotliwością, zanim przekształcą się w katastrofalną aktywność” – powiedział współautor badania, dr George Cooper z Cardiff University School of Earth and Environmental Sciences.

„Ogólnie rzecz biorąc, erupcja może być szybka i nieprzerwana przez kilka dni lub epizodyczna seria trwająca przez dziesięciolecia.

„W konsekwencji niepewność związana z tymi wydarzeniami sprawia, że ​​bardzo trudno jest określić, kiedy i jak te wulkany mogą wybuchnąć w przyszłości”.

Zespół wezwał do dalszych badań, które pomogą odpowiedzieć na te pytania, w tym za pomocą algorytmów uczenia maszynowego zlokalizowanych na stacjach monitorujących, aby pomóc w interpretacji sygnałów, które pokazują ruch zmagazynowanej magmy w kierunku powierzchni w godzinach lub dniach poprzedzających erupcję.

Wzywają również do większej edukacji wśród społeczeństwa, zwłaszcza w zakresie charakteru i częstotliwości erupcji tych dużych wulkanów.

„Yellowstone jest przykładem, w którym dezinformacja doprowadziła do publicznego postrzegania, że ​​katastrofalna erupcja może być nieuchronna, podczas gdy w rzeczywistości jest to bardzo mało prawdopodobne. Dlatego musimy poprawić nasze zrozumienie i komunikację w zakresie różnicy między regularnymi, niewulkanicznymi zaburzeniami, kontra wskazania, że ​​doszło do możliwego wystąpienia erupcji wulkanu” – kontynuował dr Cooper.