Ученые исследовали изменения рельефа морского дна вблизи подводного вулкана Кик-эм-Дженни в Карибском море за последние 32 года, определили периодичность активности вулкана и уточнили методику сейсмографического анализа извержений. Кроме того, ученым удалось провести картирование поверхности вулкана, когда выброс пепла и газа из жерла все еще продолжался, пишут ученые в Geochemistry, Geophysics, Geosystems.
Наблюдение за активностью подводных вулканов затруднено из-за их труднодоступности и небольшого количества видимых признаков извержений. В отличие от наземных вулканов, вулканы подводные невозможно исследовать со спутников и большого количества датчиков. Как правило, изучение подводных извержений происходит с помощью анализа сейсмических данных — каждое из них приводит к возбуждению коротковолновых сейсмических волн. Дополнительными источниками информации служат также химический анализ морской воды и регистрация гидроакустических сигналов. Однако этих данных оказывается недостаточно для детального изучения механизмов подводных извержений.
Чтобы получить более подробную информацию о развитии действующего подводного вулкана с течением времени, группа геологов из Великобритании и Тринидада и Тобаго под руководством Роберта Аллена (Robert Allen) из Имперского колледжа Лондона по доступным батиметрическим данным проследила за изменениями, которые в течение последних 32 лет происходили с рельефом дна вблизи подводного вулкана Кик-эм-Дженни (Kick ’em Jenny) к северу от острова Гренада в Карибском море. Для этого ученые заново проанализировали данные, полученные в результате четырех экспедиций, проведенных с 1985 по 2014 год, а также двух собственных экспедиций 2016 и 2017 годов.
Кик-эм-Дженни — действующий подводный вулкан, первое извержение которого было зарегистрировано в 1939 году. С тех пор по сейсмическим данным произошло 13 его извержений. На основе батиметрических данных ученые составили карты дна вблизи вулкана (шесть карт для периода в 32 года) с пространственным разрешением около 5 метров по горизонтали и от 1 до 4 метров — по вертикали. Этого оказалось достаточно, чтобы связать изменения рельефа с вулканической активностью.
Оказалось, что для вулканической активности Кик-эм-Дженни характерны периодические изменения: это удалось определить по резким изменениям формы лавового купола с течением времени. При этом частота действительно мощных извержений вулкана оказалась несколько ниже, чем предполагали ранее — периодичность составляет около 50 лет. Большинство же небольших извержений вулкана приводили к выбросу небольшого количества вещества и практически не изменяли структуру купола. Риск появления цунами в результате активности данного вулкана также минимален.
Геологи подсчитали, что за время наблюдений в результате вулканической активности на поверхность было выброшено примерно 7 миллионов кубометров различных веществ. При этом уменьшение объема вулкана в результате оползней и обвалов за это же время оказалось примерно в 5 раз больше.
Интересно, что во время экспедиции в апреле 2017 года ученым удалось провести батиметрические измерения, когда выброс пепла и газа из жерла все еще продолжался. Авторы исследования отмечают, что полученные данные — уникальная возможность проследить за изменением извергающегося вулкана не по косвенным измерениям, а непосредственно по рельефу вулканы и форме выбросов.
Помимо описания изменений в структуре вулкана, ученым удалось показать, что сейсмографический сигнал, по которому обычно определяют время подводных извержений, связан не с самим извержением, а с вызванным движением подводного грунта — обвалами и оползнями.
По словам исследователей, полученные данные, собранные за несколько десятков лет, в первую очередь помогут более систематически изучать активность данного вулкана, заранее предсказывая более вероятное время извержений. Кроме того, информация о вулканической активности Кик-эм-Дженин может оказаться полезной и для разработки инструментов наблюдения за другими подводными вулканами.
Из-за сложностей при изучении вулканической активности подводных вулканов, механизмы их извержений пока изучены довольно мало. Например, лишь недавно ученые подробно описали подводное извержения взрывного типа. С помощью картирования и химического анализа поверхности вулкана Гавр в Тихом океане после извержения 2012 года геологи изучили, как проходило самое мощное подводное извержение в истории наблюдений.
Александр Дубов