Читать «Знание-сила, 1997 № 07 (841)» онлайн - страница 43

В то время как расплавленная горная порода движется к поверхности, давление внутри нее падает, и различные газы начинают образовывать в ней пузырьки. Если большая часть газа выйдет из магмы, то лава просто вытечет. Но если газ остается внутри расплава до самой поверхности, то высвободится он одномоментно в процессе взрыва. Это похоже на бутылку шампанского: если давление в бутылке быстро снизить, то пузырьки моментально расширятся, а вино выйдет наружу в виде пены. Если же бутылка открывается медленно, то на поверхности вина образуется лишь немного пены.

Это похоже на бутылку шампанского — извержение вулкана.

Понять, когда для него уже пробили куранты,— одна из насущных проблем науки.

Эти принципы достаточно давно были известны ученым. Ио понять детали, которые помогли бы избежать катастрофы или заранее предсказать ее, оказалось крайне сложно. Никто не может приоткрыть * крышку» вулкана и изучить движущуюся магму. Поэтому ученым пришлось использовать косвенные методы. Один из них — компьютерное моделирование процессов, приводящих к взрывному извержению,— появился еще в конце семидесятых годов. Наиболее сложную модель опубликовали несколько лет назад геофизики Алекс Прузевич и Дорк Сахаджан из университета штата Нью-Гэмпшир. Их уравнения показывали в деталях то, что многие исследователи только лишь предполагали: вязкость магмы является тем фактором, который определяет взрывоопасность вулкана.

Для того чтобы газ смог выделиться из магмы, он должен иметь возможность двигаться в ней и образовывать пузыри. Но, чем больше вязкость магмы, тем сложнее для пузырьков образовываться и расти, а значит, газ останется растворенным и вызовет взрыв на поверхности. Если же магма очень жидкая, как, например, в гавайских вулканах, пузырьки газа легко растут и поднимаются сквозь нее. В результате газ быстро выделяется, и поверхности достигнет лава, которая просто стечет по склону холма.

Сегодня Прузевич и Сахаджан улучшили модель настолько, что могут установить, сколько пепла и вулканических камней будет выброшено, определить скорость и продолжительность извержения. «Мы очень близки к предсказанию времени и типа извержения»,— говорит Прузевич.

Но, несмотря на оптимизм Прузевича, есть по крайней мере еще одна трудность. Непонятно, как именно магма из жидкого расплавленного потока пре- - вращается в огромное количество камней и пыли.

«Это настоящая черная дыра»,— говорит Одед Навон, геолог из Иерусалимского университета, который изучает рост газовых пузырьков в магме. В некоторых моделях предусматривается, что магма фрагментируется, когда пузырьков становится очень много — 70—80 процентов от общего объема, и расплавленная порода между нами превращается в отдельные кусочки.

Альтернативная теория основывается на том факте, что жидкости могут иногда вести себя, как твердые тела. «Сильно швырните такое вещество,— говорит Дон Дингвел из немецкого университета в Байройте, и оно разобьется». Что может «швырятъ» магму и вызывать ее раздробление? Вероятнее всего, это экстремально быстрое расширение пузырьков газов, вызванное, возможно, падением давления.