25.09.2020
Сергей Васильев
2 531

Взрывные извержения могут запускаться нанокристаллами

5.8

Крошечные наноразмерные кристаллы, накапливаясь в расплавленной магме вулкана, затрудняют высвобождение из нее газов, приводя к росту давления — вплоть до разрушительного взрывного извержения.

Извержение вулкана Этна
Извержение вулкана Этна / ©Tom Pfeiffer, VolcanoDiscovery

«Что именно вызывает взрывные извержения у прежде довольно спокойных вулканов, всегда оставалось одной из загадок геологии», — говорит Данило Ди Генова (Danilo Di Genova) из Баварского института экспериментальной геохимиии. Классический сценарий подразумевает, что часть магмы на поверхности должна остыть и кристаллизоваться. Когда ее количество превысит некоторый критический объем (30 процентов), этот слой начинает запирать поднимающиеся с глубины газы. Газы накапливаются, и давление в вулкане увеличивается — пока не разрядится бурным извержением.

Однако Ди Генова и его коллеги предложили другой сценарий, не требующий масштабного застывания магмы. В этом случае первым звеном в цепочке событий, ведущих к превращению мирного вулкана в агрессивный, выступают крошечные, невидимые невооруженным глазом кристаллы. «Нанолиты» размерами в десятки тысяч раз меньше диаметра человеческого волоса могут выпадать и накапливаться в магме, повышая ее вязкость. Такой расплав затрудняет высвобождение газов, приводя к росту давления — вплоть до критической величины. Подобный механизм ученые описали в новой статье, опубликованной в журнале Science Advances.

24-нанометровый железистый кристалл в образце магмы вулкана Этна / ©Nobuyoshi Miyajima

Авторы изучили нанолиты в образцах застывшей лавы и пепла активных вулканов с помощью спектроскопии и электронной микроскопии, а также продемонстрировали их влияние на вязкость расплава. Эксперименты показали, что добавление всего нескольких объемных процентов таких нанокристаллов из кремния, алюминия и железа в жидкую, с низким содержанием силикатов магму действительно делало ее менее текучей и позволяло накапливать больше газов.

В настоящем вулкане слой вязкой лавы должен быть слабопроницаемым для газовых потоков и способен играть роль «крышки», под которой накапливается давление, пока не сможет «сорвать» ее разрушительным взрывом. «Постоянный дым, поднимающийся над конусом вулкана, не стоит обязательно воспринимать как признак скорого опасного извержения, — добавляет Ди Генова. — Однако неожиданное спокойствие и миролюбие вулкана может оказаться обманчивым».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

Вчера, 16:05
Александр Березин

Океаны на нашей планете не могли возникнуть сразу после ее появления: здесь было слишком жарко. Однако попытки объяснить их «кометным завозом» не удались, изотопный состав нашей воды не такой, как в кометах. До самых недавних пор оставалось неясным, откуда же тогда она появилась, сделав возможной земную жизнь?

Вчера, 11:30
Алиса Гаджиева

Новое исследование не только определило годы жизни неолитической представительницы нашего вида, но и показало, как она выглядела.

Позавчера, 13:04
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: