Ученые впервые записали звук вулканического грома

Американские геологи впервые записали вулканический гром — звук, который сопровождает возникающие во время извержения вулканические молнии. Сигналы в звуковом и инфразвуковом диапазоне были записаны во время извержений вулкана Богослов на Аляске весной и летом 2017 года, сообщают ученые в Geophysical Reseach Letters.

Во время извержения вулкана в облаке пепла и дыма, который поднимается из жерла вулкана, нередко можно увидеть удары молний. Как и в случае обычных молний, источниками вулканических молний становятся мелкие заряженные частицы, которые с потоком газов быстро перемещаются в столбе пепла, приводя к появлению разницы потенциалов и возникновению электрического разряда. Сейчас мониторинг вулканических молний даже используют для кратковременного прогнозирования извержений с целью быстрого оповещения населения.

Несмотря на то, что вулканические молнии наблюдаются не так редко, достоверно зарегистрировать связанный с вспышкой звук — вулканический гром, до настоящего дня не удавалось. Многие наблюдатели утверждали, что слышали звук грома, однако записей сигнала, различимого на фоне шума самого извержения, сделано не было.

Впервые о записи звука вулканического грома сообщила группа американских геологов под руководством Мэттью Хэйни (Matthew M. Haney) из Вулканологического центра Геологической службы США. Ученые исследовали серию извержений вулкана Богослов, расположенного на одном из Алеутских островов на Аляске, весной и летом 2017 года.

Звуки извержения были записаны с помощью системы звуковых и инфразвуковых микрофонов, расположенной на расстоянии 60 километров от вулкана. Во время двух из серии извержений — произошедших 8 марта и 10 июня 2017 года — условия были идеальными для начала вулканической грозы (высота более 6 километров и достаточная скорость частиц пепла, поднимающихся из жерла), и ученым удалось записать звук вулканического грома. По характеру звуковых сигналов в звуковом и инфразвуковом диапазонах ученые определили их источники и однозначно связали его со вспышками молний, данные о которых были получены с использованием всемирной базы данных WWLN, регистрирующей все происходящие на планете удары молний.

Matt Haney / Alaska Volcano Observatory & U.S. Geological Survey

На представленных аудиозаписях, ускоренных относительно оригинальных (первая — в 60 раз, а вторая — в 10), в первом случае слышны характерные щелчки, а во втором — более узнаваемые раскатистые звуки, каждый из которых соответствует звуку после удара вулканической молнии. Раскат вулканического грома двигается со скоростью звука (около 335 метров в секунду) и доходит до микрофонов спустя примерно 3 минуты после молнии, поэтому зная точные координаты молнии и микрофона, можно однозначно связать сигнал с той или иной вспышкой.

Ученые отмечают, что время, интенсивность и частота звуковых сигналов хорошо согласуются с временем и точными координатами вспышек молний. Интересно, во время второго извержения расположение источника звука при раскатах грома довольно сильно отличалось от координат вулкана — источника всех остальных звуков во время извержения. Причиной этого эффекту было то, что заряженные частицы ветром снесло в сторону от вулкана, поэтому молнии били в стороне от него. Это подтвердили и данные о координатах разрядов молний. Кроме того, за счет того, что второе извержение было слабее первого и во время него произошло меньше ударов молний, ученым удалось более точно и надежно связать каждый из звуковых сигналов с конкретной вспышкой.

Ученые отмечают, что параметры звукового сигнала во время вулканической грозы, как и информация о силе и координатах вспышек молнии, может стать полезным инструментом для мониторинга вулканической активности, предсказания силы и характера извержения.

В некоторых случаях не только извержение может стать источником разнообразных звуков, но и звук может стать источником извержений. Так, российские геологи обнаружили, что неупорядоченные низкочастотные шумы от сторонних геологических процессов в некоторых ситуациях могут привести к движению вулканической пробки, закупоривающей жерло, и спровоцировать таким образом извержение.

Александр Дубов