Дослідники використовували сейсмічну томографію, щоб виявити, що деформацію Утурунджу спричиняє накопичення рідини, а не магма, що вказує на низький ризик виверження. Вчені з Китаю, Великої Британії та США спільно працювали над вивченням внутрішньої роботи болівійського вулкана-зомбі Утурунку. Поєднуючи сейсмологію, фізичні моделі та аналіз складу гірських порід, дослідники визначили причини тривалих неспокійних ситуацій в Утурунку, що розвіяло побоювання щодо ймовірності неминучого виверження. Їхні висновки були опубліковані в журналі PNAS.
Розташований глибоко в Центральних Андах, вулкан Утурунджу відомий як «зомбі», оскільки востаннє вивергався 250 000 років тому, але досі демонструє ознаки активності. До них належать часті землетруси та викиди газу. Неспокій створює унікальний візерунок деформації «сомбреро», коли земля в центрі вулканічної системи піднімається, а навколишня територія опускається.
Для громад поблизу Утурунджу розуміння ризику майбутнього виверження є критично важливим через потенційну значну шкоду та небезпеку для життя. Досі причини постійної активності вулкана були незрозумілими. Вчені підозрювали, що ключем до пояснення цього явища буде розуміння того, як магма та гази рухаються під поверхнею.
Відстеження магми під поверхнею
Це нове дослідження, яке спиралося на досвід Університету науки і технологій Китаю, Оксфордського університету та Корнельського університету, використовувало сигнали, виявлені під час понад 1700 землетрусів, для отримання високоякісної візуалізації водопровідної системи в неглибокій земній корі під Утурунджу. Згідно з результатами, «зомбі-подібні» хвилювання Утурунджу зумовлені рухом рідини та газу під кратером, з низькою ймовірністю неминучого виверження.
Вулканічні водопровідні системи являють собою складну суміш рідин і газів у магматичних резервуарах і гідротермальних системах. Попередні дослідження показали, що Утурунджу розташований над найбільшим у світі відомим магматичним тілом у земній корі, вулканічним комплексом Альтіплано-Пуна, і що активна гідротермальна система з’єднує це тіло та поверхню. Але було невідомо, як рідини можуть рухатися через цю підземну систему.
Сейсмічна томографія відображає внутрішні ділянки
Дослідницька група використала сейсмічну томографію, спосіб візуалізації внутрішньої частини вулкана, подібний до методів, що використовуються в медичній візуалізації людського тіла. Сейсмічні хвилі поширюються з різною швидкістю через різні матеріали, тим самим забезпечуючи високоточне розуміння внутрішньої роботи Утурунджу у трьох вимірах.
Вони поєднали це з аналізом фізичних властивостей системи, включаючи склад гірських порід, щоб краще зрозуміти підземну вулканічну систему. Цей детальний аналіз виявив можливі шляхи висхідної міграції геотермально нагрітих рідин і показав, як рідини та гази накопичуються в резервуарах безпосередньо під кратером вулкана. Дослідницька група вважає, що це найімовірніша причина деформації в центрі вулканічної системи, і що ризик реального виверження є низьким.
Низький ризик виверження, але глибше розуміння
Співавтор дослідження, професор Майк Кендалл (кафедра наук про Землю, Оксфордський університет), сказав: «Я дуже радий бути причетним до цієї справді міжнародної співпраці. Наші результати показують, як пов’язані геофізичні та геологічні методи можна використовувати для кращого розуміння вулканів, а також небезпек і потенційних ресурсів, які вони представляють».
Співавтор дослідження, професор Хайцзян Чжан (Школа наук про Землю та космос, Китайський університет науки і технологій), сказав: «Розуміння анатомії вулканічної системи Утурунджу стало можливим лише завдяки досвіду дослідницької групи. Це дозволило нам поєднати різні передові геофізичні інструменти візуалізації з моделюванням властивостей гірських порід та їхньої взаємодії з рідинами».
Співавтор дослідження, професор Метью Прітчард (Корнельський університет), додав: «Методи, описані в цій статті, можна застосувати до понад 1400 потенційно активних вулканів та до десятків вулканів, таких як Утурунджу, які не вважаються активними, але демонструють ознаки життя — інших потенційних вулканів-зомбі». Дослідницька група сподівається, що подібні дослідження, що використовують спільний аналіз сейсмологічних та петрологічних властивостей, можуть бути використані для вивчення анатомії інших вулканічних систем у майбутньому.