Исследователи из Уральского федерального университета выяснили, что шумы сравнительно низкой интенсивности, появляющиеся в результате различных геологических процессов, могут быть причинами извержений вулканов, передаёт chrdk.ru.
Теоретические системы, описывающие колебания вулканической пробки — твердой горной породы, которая закупоривает жерло вулкана, — являются очень сложными так называемыми динамическими системами. Подобные системы изменяются во времени под воздействием внутренних и внешних сил, подчиняясь правилам, которые заданы описывающими такие системы математическими функциями. Сложность в поведении вулканической пробки возникает по многим причинам, в частности из-за того, что материалы, составляющие вулкан, имеют неоднородную поверхность, а также из-за разнообразия происходящих в жерле вулканов процессов. Ученые из Уральского федерального университета сумели уточнить существующую теоретическую модель, добавив в уравнение, описывающее движение вулканической пробки, слагаемое, ответственное за шум.
Шум возникает в результате различных геологических процессов и представляет собой распределенную по закону Гаусса случайную величину, умноженную на некоторый параметр, отвечающий за ее вклад в функционирование системы. В статье, опубликованной в журнале The European Physical Journal, исследователи описывают, что влияние шума способно значительно изменить характер колебаний в системе, например резко увеличить амплитуду скачков давления. В таком случае вулканическая пробка начинает отбивать «барабанную дробь», которая зависит от характера шума. В некоторых случчаях пробка может даже вылететь из жерла.
Исследователи проверили предсказания своей модели, используя данные об активности вулкана Святой Елены в 2004-2005 годах. Предложенное Дмитрием Александровым и его коллегами описание извержения довольно хорошо согласуется с фактическим поведением вулкана. По словам авторов работы, наблюдение перехода от небольших колебаний к крупным позволит лучше понять принципы сейсмической активности вулканов. Важно отметить, что рассмотренный учеными шум представляет собой проявление внешних воздействий, ранее не включавшихся в теоретические модели.
Ранее европейские вулканологи призвали правительства всех стран объединиться и создать глобальную систему мониторинга за состоянием вулканов, поскольку те могут представлять опасность для всего человечества — сильные выбросы магмы и пепла приведут к катастрофическим последствиям и потенциальной гибели цивилизации, связанной с изменениями в климате.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение