Традиционно вулканы считаются одним из наиболее непредсказуемых природных явлений. Международная команда учёных при участии ETH Zurich смогла наконец понять, почему одни вулканы “взрываются”, а другие извергаются спокойно.
Согласно новой научной работе, опубликованной в журнале Science, поведение вулкана зависит не только от химии газов, но и от механики движения жидкости. В частности, от сил сдвига.
Учёные под руководством профессора Оливье Бахманна доказали, что пузырьки газа при извержении вулкана могут образовываться и без падения давления. Причина этого – сдвиговые силы.
Когда магма движется по каналу, её скорость неоднородна. За счёт этой разницы создаётся сильное напряжение. Эксперименты показали, что для запуска образования пузырьков глубоко внутри вулкана этого механического воздействия обычно хватает. При этом чем выше вязкость и скорость потока у стенок, тем более интенсивно идёт процесс.
Austin Post
Один из выводов исследования заключается в том, что обильное образование пузырьков может предотвращать взрыв. Работает это и в обратную сторону. То есть магма с небольшим количеством пузырьков может стать смертельно опасной. Если сдвиговые силы в жерле будут достаточно мощными, то произойдёт неожиданное взрывное извержение вулкана.
Для проведения эксперимента специалисты воссоздали условия вулканического жерла в лаборатории. Вместо магмы они использовали вязкую жидкость, насыщенную углекислым газом.