Дослідження низькочастотного гуркоту пояснило, чому прилади інколи вводили в оману вулканологів.
Вчені розгадали таємницю загадкового гулу, який видає Етна — найвищий діючий вулкан Європи. Дослідники з Потсдамського університету (Німеччина) з’ясували, що це низькочастотне рокотання складається з поверхневих хвиль, а не з шуму, що надходить із глибоких надр Сицилії. Відкриття, опубліковане в журналі Solid Earth, пояснює, чому прилади іноді вводили в оману вулканологів. Раніше вчені визначили найнебезпечніші вулкани майбутнього.
Влітку 2019 року команда дослідників під керівництвом Неле Веселі встановила на верхньому схилі Етни мережу із семи станцій. Датчики розміщувалися на відстані менш ніж 100 метрів один від одного і протягом 25 днів фіксували кожен рух гори. Дані показали, що найсильніші сигнали поширюються вздовж поверхні землі. Цей рух несе важливу інформацію про зміни всередині вулкана, навіть якщо зовні він здається спокійним. Проте вчені зіткнулися з проблемою: різні типи приладів давали суперечливі результати.
Традиційні станції, об’єднані в мережу, порівнюють час надходження сигналу в різних точках. Це дозволяє точно визначити джерело звуку. Водночас окремі ротаційні датчики виявилися надто чутливими до місцевих особливостей — тріщин у скелях і нерівностей ґрунту безпосередньо під приладом. Через це дані одиночних станцій іноді вказували в хибному напрямку. Тепер зрозуміло, що для точного прогнозування не можна покладатися на один, навіть дуже сучасний сенсор.
Голос вулкана
До початку активної фази гул Етни був слабким, і приладам було складно «вловити» його напрямок. Але щойно почалися викиди попелу, картина прояснилася. Найпотужніший сплеск активності змусив усі датчики одностайно вказати на північні кратери. Виявилося, що сильне виверження не ускладнює сейсмічну картину, а навпаки робить її чіткішою. У цей момент гул перетворювався на спрямований сигнал, який вчені могли відстежити з максимальною точністю.
Вивчивши швидкість і тип коливань, фізики зрозуміли природу цього явища. Етна генерує так звані хвилі Лява — поверхневі хвилі, які змушують землю коливатися з боку в бік, а не вгору-вниз. У міру посилення виверження джерело звуку не лише ставало потужнішим, а й зміщувалося глибше під вершину. Це змінювало траєкторію хвиль і змушувало датчики на поверхні реагувати по-різному. Швидкість поширення звуку в породах при цьому зростала, що стало ще однією важливою ознакою посилення активності.
Вчені довели, що поєднання мережі традиційних датчиків і нових приладів допомагає «розплутати» навіть найскладніші сейсмічні сигнали. Для Етни, яка майже ніколи не вщухає, це має критичне значення. Тепер обсерваторії зможуть швидше аналізувати складні дані та точніше передбачати, коли підземний гул може перерости в небезпечне виверження лави й попелу.