Свет на физиката Спојување на земјотреси и вулкани
Набationsудувањата покажуваат дека ерупциите се случуваат често на границите на тектонските плочи по мега треперења. Во меѓувреме, истражувачите исто така можат да користат симулации за да кажат како работи оваа спојка.
Во 1707 година, земјотрес ја погоди копно Јапонија - најсилниот во историјата на земјата. Таканаречениот земјотрес во Хаеи со проценета јачина од 8,6 степени предизвика значителна штета на земјиштето, предизвика цунами и однесе над пет илјади животи. Само неколку дена по овој земјотрес, вулканот Фуџи шушкаше во близина на Токио. Избувна на 6 декември 1707 година со разорни ефекти и закопа големи делови од Јапонија под слој пепел.
Ерупција на вулканот Каримски
Историјата се чини дека се повторува околу триста години подоцна. На 11 март 2011 година, земјотрес со јачина од 9,0 степени го тресе морското дно кај Јапонија. Беше активирано уште едно катастрофално цунами, кое исто така чинеше животи на околу 19 000 луѓе поради поголемата енергија на земјотресот и погустата населба на крајбрежниот регион. Покрај тоа, цунамито доведе до катастрофа на нуклеарната централа. Земјотресот ја смени и топографијата на земјата - не само на самиот расед, туку и на вулканите на растојание од 100 до 150 километри.
Новите податоци за мерења од сателитскиот радар покажуваат дека во текот на 2011 година, неколку региони со активни вулкани попуштиле за 5 до 15 сантиметри. Јапонски истражувачи се сомневаат дека земјотресот од 11 март 2011 година ја смени напнатоста под површината на земјата. Тоа доведе до потонување на областите. На истражувачите не им е јасно дали ова е показател за вулканска активност; сепак, сметаат дека е многу препорачливо вулканите да бидат под постојан надзор.
Загриженоста е основана. Бидејќи во минатото се случувало неколку пати во региони каде една тектонска плоча е потопена под друга - таканаречените зони на субдукција - силниот земјотрес подоцна резултирал со вулкански ерупции. На пример, во Чиле: два дена по катастрофалниот земјотрес на 22.05.1960 година, вулканот Кордон-Каул избувна. Неколку месеци по овој досега регистриран најголем земјотрес, со јачина од 9,5 степени, вулканите Планхон-Петероа, Тупунгитито и Калбуку исто така започнаа да стануваат активни.
Во потрага по механизмите
Се разбира, тоа во принцип може да беше случајност во Чиле или Јапонија. Но, истражувачите направиле слични набудувања и во други зони на субдукција - како што се Алеутските острови во Алјаска и Камчатка, Филипини и Индонезија, Централна Америка и Италија. Затоа се повеќе истражувачи се убедени дека силните земјотреси можат да ги извадат вулканите од мирна фаза. Овие вулкани се претежно многу близу до фокусот на земјотресот, но во исклучителни случаи се оддалечени и илјадници километри. Веќе неколку години, гео-научниците бараат механизми што можат да се случат во вакви споеви.
Светска мапа на земјотреси и вулкани
Врз основа на тродимензионални пресметки на моделите, Томас Валтер од Хелмхолц центарот Потсдам верува дека неколку механизми се одговорни за фактот дека земјотресите можат да активираат вулкани. Овие механизми можат да работат индивидуално или заедно, што го интензивира ефектот. Од една страна, голем број бранови се шират во земјината кора од епицентралите. Во принцип, тие припаѓаат на истите сеизмички бранови кои предизвикуваат оштетување на површината на земјата. Привремените деформации ги тресат и резервоарите за магма под вулканите. Може да се случи од растворот да излезат течности или гасови што биле растворени во врел камен до таа точка. Покрај тоа, се формираат фрактури или повторно се активираат, а течните и гасовитите супстанции се ставаат во движење. Сето тоа може да предизвика промени во притисокот што на крајот доведува до ерупција на вулканот.
Второ, како и во Јапонија и Чиле, мегакакевите ги менуваат статичките услови во близина на зоната на субдукција. Поради поместувањето за време на земјотресот, еластично деформирачката кора на земјата е компресирана во некои области, но се распаѓа во други. Валтер и неговите колеги препознаа дека вулканската активност се зголемува првенствено во региони каде што се зголемува волуменот, т.е. се протега земјината кора.
Позитивен ефект на повратна информација
На прв поглед, дијагнозата изгледа малку бесмислена. Зошто треба да се развие ерупција во региони во кои резервоарите за магма на вулканите одеднаш имаат повеќе простор на располагање? Валтер признава дека мислата е во спротивност со интуицијата. Но, постојат веродостојни пристапи за објаснување.
Повторно, течностите, т.е. течните и гасовитите супстанции, играат клучна улога. Ако волуменот на комората за магма се прошири, јаглерод диоксид и други течности, на пример, можат да избегаат од растворот. Со олеснување на притисокот при понатамошно искачување, течноста може да се претвори во гас. Ова може да се прошири уште полесно. На овој начин, позитивниот ефект на повратна информација може на крајот да предизвика ерупција.
Активирање на вулкани во зона на субдукција
Постојат и други процеси кои можат да играат улога во односот помеѓу земјотресите и вулканската активност. Вибрациите и деформациите предизвикани од земјотрес може да измешаат различни видови магма. Ова исто така може да има ефект магмите да бидат презаситени со гасови. И, на крајот на краиштата, не може да се исклучи дека земјотрес може да ги прошири вулканските канали помеѓу резервоарите на магмата и површината. Сè уште не е јасно дали сите овие механизми работат индивидуално или во целост. Исто така е нејасно зошто гејзерите и вулканите од кал - во кои нема вклучени магми - се активираат од земјотреси на сличен начин како вулканите.
Што значи спојувањето со земјотресите за проценка на опасноста од вулканите? Во случај на мега земјотреси, проширувањето на волуменот се протега на растојание од понекогаш повеќе од две илјади километри. Валтер претпоставува дека опасноста од вулканите во таков регион ќе треба да се процени повторно по мега земјотрес. Споредбени студии покажуваат дека зголемена вулканска активност може да се очекува дури и со години по силниот земјотрес. Накратко: фреквенцијата и ризикот од вулканизам варираат со текот на времето - и се тесно поврзани со земјотреси.