При обсуждении "извержений вулканов" часто упускаются из виду извержения подводных вулканов, причем извержения наземных вулканов привлекают наибольшее внимание из-за их впечатляющих, внушающих благоговейный трепет проявлений огромного рассеивания пепла и множества связанных с этим опасностей. Глубоководные подводные извержения объясняются только тем, что они вызывают медленные потоки лавы.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications Пеглером и Фергюсоном из Университета Лидса и использующее данные, собранные в Северной впадине Эсканаба на хребте Горда, штат северная часть Тихого океана, выявило связь между тем, как пепел рассеивается во время подводных извержений, и созданием огромных, мощных столбов нагретой воды, поднимающихся со дна океана, известных как мегаплюмы.
Мегаплюмы действуют так же, как вулканические шлейфы на суше, вынося горячую, богатую химическими веществами воду и вулканический пепел наружу из вулкана с колонной, разветвляющейся в зонтичную форму, в результате чего тефра затем выпадает и оседает на дне океана.
Ученые уже давно очарованы идеей океанических мегаплюмов и их глубоким происхождением, особенно теориями о том, как человечество может потенциально использовать природную энергию, которую они излучают.
Происхождение мегаплюма ранее было неизвестно, однако эти новые находки предполагают, что они быстро формируются во время извержения лавы. Пеглер и Фергюсон разработали модель, используя набор данных об отложении тефры в результате одного изолированного подводного извержения-базальтового лавового потока Северной Эсканабы (НЕСКА). Это позволило ученым разработать имитацию, чтобы приблизиться к величине вулканической активности.
Пирокласты (эруптивные фрагменты) размером до 1 мм были отобраны и нанесены на карту вокруг лавового потока с помощью пушкоров, собранных дистанционно управляемым транспортным средством – это выявило боковые расстояния транспортировки, превышающие 5 км во всех направлениях от источника. Исследование предполагает, что эти обширные радиальные расстояния рассеивания, наблюдаемые в NESCA, не могут быть объяснены адвекцией ни в глубоководных океанских течениях, ни в приливных течениях. Вероятной причиной был альтернативный транспортный механизм - распространение, управляемое плавучестью.
Модель Пеглера и Фергюсона показывает, что для формирования гидротермального мегаплюма в течение нескольких часов требуется мощный энергетический разряд (~1-2 ТВт), наиболее достижимый во время активной экструзии магмы, когда есть возможность дополнительного подвода тепла за счет быстрой эвакуации горячих гидротермальных флюидов. Он приходит к выводу, что подводные извержения вулканов приводят к быстрому опорожнению резервуаров горячих жидкостей в земной коре. Исследование показывает, что скорость высвобождения энергии, необходимой для переноса пепла на наблюдаемые расстояния, достаточно высока, чтобы обеспечить энергией всю территорию Соединенных Штатов.
Следующим шагом в этой области вулканологии является сбор реальных данных в поддержку этой теории. Как заявил Фергюсон, “Подобные усилия в сочетании с продолжающимся картографированием и отбором проб океанского дна означают, что вулканический характер наших океанов постепенно раскрывается.”
В связи с постоянно растущим спросом на переход к использованию более устойчивых источников энергии потребуются творческие решения. Извлечение энергии из подводных вулканических источников может быть одним из вариантов – то, как эта энергия может быть захвачена и преобразована в значимую энергию, остается проблемой для будущих исследований, но, как было продемонстрировано в прошлом году, инновационные возможности ученых не следует недооценивать.
источник:
http://esgeo.ru/
