Извержения подводных вулканов могут высвободить достаточно энергии для питания Соединенных Штатов

Долгое время считалось, что извержения глубоководных вулканов относительно неинтересны по сравнению с извержениями на суше. Хотя наземные вулканы часто вызывают впечатляющие извержения, рассеивая вулканический пепел в окружающей среде, считалось, что глубокие морские извержения вызывают только медленно движущиеся потоки лавы.

Вулкан Западный Мату извергается в 2009 году. Изображение любезно предоставлено Национальным управлением океанических и атмосферных исследований. Предоставлено: Национальное управление океанических и атмосферных исследований.

Но данные, собранные дистанционно управляемыми аппаратами глубоко в северо-восточной части Тихого океана и проанализированные учеными из Университета Лидса, выявили связь между тем, как рассеивается пепел во время извержений подводных лодок, и образованием больших и мощных столбов нагретой воды, поднимающихся из дно океана, известное как мегаплюмы.

Эти мегаплумы содержат горячую, богатую химическими веществами воду и действуют так же, как атмосферные шлейфы, видимые из наземных вулканов, распространяясь сначала вверх, а затем наружу, унося с собой вулканический пепел. Размер мегаплюмов огромен, объем воды эквивалентен сорока миллионам плавательных бассейнов олимпийского размера. Они были обнаружены над различными подводными вулканами, но их происхождение осталось неизвестным. Результаты этого нового исследования показывают, что они быстро образуются во время извержения лавы.

Исследование, проведенное Сэмом Пеглером из Школы математики и Дэвидом Фергюсоном из Школы Земли и окружающей среды, было опубликовано в журнале. Nature Communications.

Вместе они разработали математическую модель, которая показывает, как пепел от этих подводных извержений распространяется на несколько километров от вулкана. Они использовали структуру пепла, образовавшегося в результате исторического извержения подводной лодки, чтобы реконструировать его динамику. Это показало, что скорость высвобождения энергии, необходимая для переноса пепла на наблюдаемые расстояния, чрезвычайно высока – эквивалентна мощности, используемой всеми США.

Дэвид Фергюсон сказал: «Большая часть вулканической активности Земли происходит под водой, в основном на глубине нескольких километров в глубоком океане, но, в отличие от наземных вулканов, даже обнаружить извержение на морском дне чрезвычайно сложно. Следовательно, ученым еще многое предстоит узнать о подводном вулканизме и его влиянии на морскую среду ».

Исследования показывают, что подводные извержения вызывают образование мегаплумов, но высвобождение энергии происходит так быстро, что ее невозможно получить только из изверженной расплавленной лавы. Вместо этого исследование приходит к выводу, что подводные вулканические извержения приводят к быстрому опустошению резервуаров горячих флюидов в земной коре. По мере того как магма продвигается вверх к морскому дну, она увлекает за собой эту горячую жидкость.

Сэм Пеглер добавил: «Наша работа свидетельствует о том, что мегаплумы напрямую связаны с извержением лавы и несут ответственность за перенос вулканического пепла в глубокие океанские глубины. Это также показывает, что шлейфы должны образоваться за считанные часы, создавая огромную скорость высвобождения энергии.

Дэвид Фергюсон добавляет: «Наблюдение за извержением подводной лодки лично остается чрезвычайно трудным, но разработка инструментов, основанных на морском дне, означает, что данные могут передаваться в режиме реального времени по мере того, как происходит активность.

Подобные усилия в сочетании с постоянным картированием и взятием проб дна океана означают, что вулканический характер наших океанов постепенно раскрывается ».