Выяснена причина высокой скорости потоков пепла и газов при извержении вулканов

Новое исследование обнаружило, что пирокластические потоки обязаны скоростью и дальностью действия подушке воздуха, которая образуется под ними. О результатах работы сообщается в журнале Nature Geoscience.

Основная угроза во время взрывных извержений вулканов — смесь перегретых газов, пепла и обломков пород, известная как пирокластический поток. Именно это — причина более половины смертей от извержений. Раскаленные до 700 °С лавины стремительно спускаются по склонам на скорости, превышающей 80 км/ч. Текучесть позволяет им транспортировать до нескольких миллионов тонн вулканического материала на расстояния до нескольких сотен километров.

Изучение и моделирование процесса необходимо для защиты населения, проживающего в областях поражения. Наши знания до выхода этой работы не могли объяснить, что заставляет пирокластические потоки заходить так далеко. Именно пирокластический поток погреб древний римский город Помпеи в 79 году новой эры.

Исследовательская группа воссоздала реальные условия извержения в лаборатории, разогрев тонну 2000-летнего вулканического материала и «плеснув» его на 12-метровую горку. Наблюдение за процессом сопровождалось компьютерным моделированием, которое позволяло экстраполировать результаты на реальный процесс.

Результаты показали, что пирокластические потоки избегают силы трения благодаря воздушной подушке. Воздух в потоке вынужден увеличивать кинетическую энергию за счет потери потенциальной, что снижает его давление. В ходе процесса формируются зона пониженного и зона повышенного давления, что заставляет газ мигрировать к основанию потока. Механизм по природе схож с тем, как стол для аэрохоккея снижает трение для шайбы.

«Эта воздушная подушка меняет все, — поясняет Герт Любе, сотрудник Университета Мэсси в Новой Зеландии и ведущий автор работы. — Смесь пирокластического потока имеет очень высокое трение. Без смазывающего ее воздуха поток не более подвижен, чем грузовик с песком».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.