Даже извержения средней силы могут привести к последствиям далеко за пределами района самого вулкана. К такому выводу пришли исследователи после изучения микроскопических частиц вулканического стекла, найденных в древнем снегу Гренландии. Эти фрагменты оказались связаны с извержением вулкана Ньюберри в американском штате Орегон, хотя раньше никто не ожидал, что событие такого масштаба сможет разнести пепел на такое расстояние.
Каждая частица была меньше песчинки, поэтому установить их происхождение было непросто. Ученые сравнили химический состав этих фрагментов с вулканическими отложениями, собранными в районах действующих вулканов по всему Северному полушарию. Результаты работы были опубликованы в журнале Quaternary Science Reviews.
Химический состав частиц точно совпал с вулканом Ньюберри, который находится в центральной части Орегона. Исследование возглавила Хелен Иннес из Школы наук о Земле и окружающей среде Университета Сент-Эндрюс. По ее словам, момент сравнения геохимического профиля с отложениями Ньюберри стал особенно важным, потому что совпадение оказалось полным.
Вулкан Ньюберри входит в Каскадный хребет, где находятся и другие действующие вулканы, в том числе гора Сент-Хеленс. Основная масса выброшенного материала, относящегося к периоду Большого Обсидиана, осталась недалеко от вулкана и легла узкой полосой в восточном направлении. Но самые мелкие частицы ушли намного дальше.
Они пересекли территорию США, затем Атлантический океан и в итоге попали в снег Гренландии. Общая длина этого пути превысила 5000 км. Для извержения такой силы это оказалось неожиданным результатом.
До этой работы дату извержения удавалось определить только приблизительно. Ранее ученые укладывали его во временной промежуток примерно в 140 лет, а потом смогли сузить датировку лишь до рубежа VII века. Материалы из ледяного керна Гренландии позволили определить время намного точнее.
Снег в Гренландии откладывается слоями, которые можно читать почти так же, как годичные кольца у деревьев. Пепел Ньюберри оказался в слое, который датирован с точностью до 2 лет до 686 года нашей эры. Такая точность дает исследователям возможность сопоставлять данные об извержении с дендрохронологией, письменными источниками и другими историческими записями, связанными с необычными явлениями в атмосфере.
Извержение Ньюберри получило 4 балла по индексу вулканической взрывной активности. Эта шкала устроена так, что каждая следующая ступень означает примерно 10-кратное увеличение мощности. По этой причине извержение Ньюберри было примерно в 10 раз слабее, чем извержение Сент-Хеленс в 1980 году, и примерно в 10 раз сильнее, чем извержение исландского Эйяфьядлайёкюдля в 2010 году.
Именно пример Эйяфьядлайёкюдля помогает понять возможные последствия даже сравнительно небольших выбросов пепла. Хотя то извержение было слабее Ньюберри, оно все равно на несколько дней нарушило работу воздушного пространства Европы и привело к отмене около 100 000 рейсов.
Подобные извержения уровня Ньюберри происходят в мире несколько раз за десятилетие. Обычно последствия остаются вблизи вулкана, но в данном случае ситуация оказалась иной. Форма местных пепловых отложений показывает, что в момент извержения действовали сильные восточные ветры, которые и перенесли мельчайшие частицы через Северную Америку в сторону Атлантики.
Особую роль в этом сыграла криптотефра, то есть пепел настолько мелкий, что его нельзя увидеть невооруженным глазом. При определенных условиях такие частицы могут держаться в воздухе неделями. Если при этом направление и сила ветра оказываются подходящими, пепел способен уйти намного дальше, чем можно было бы предположить только по мощности самого извержения.
Для авиации это особенно важно, потому что Северная Атлантика остается одной из самых загруженных зон воздушного движения в мире. Вулканический пепел опасен для реактивных двигателей: мелкие частицы могут расплавляться внутри камеры сгорания, а затем застывать на более холодных участках турбины. Это повышает риск серьезных сбоев во время полета.
Соавтор исследования Уильям Хатчисон из Университета Сент-Эндрюс подчеркнул, что одного размера извержения недостаточно для оценки угрозы. Он прямо заявил: «Небольшое, но очень богатое пеплом извержение в оживленном месте может вызвать огромные разрушения».
Сам Ньюберри относится к вулканам с «очень высокой степенью угрозы» по классификации Национальной системы раннего предупреждения о вулканической активности Геологической службы США. В ту же категорию входят и другие вершины Каскадных гор, которые считаются потенциально опасными.
Авторы работы при этом отмечают, что одного совпадения данных ледяного керна недостаточно, чтобы полностью описать все извержения Ньюберри за прошлые века. Кроме того, воздушные потоки, которые действовали в 686 году нашей эры, не обязательно повторятся в наше время. Поэтому речь идет не о точном сценарии для каждого будущего извержения, а о конкретном событии, которое произошло при особенно подходящих условиях.
Исследователи подчеркивают, что не каждое извержение средней силы на подобных вулканах способно разнести пепел на такое расстояние. Но сам факт того, что это уже произошло однажды, заставляет по-новому смотреть на оценку риска. До сих пор при планировании мер в Северной Атлантике основное внимание уделялось Исландии. Теперь стало ясно, что пепел может прийти в то же воздушное пространство и с гораздо более западных районов, если ветры сложатся нужным образом.
Это означает, что события, которые раньше считались местной проблемой, при определенных условиях могут затронуть целое полушарие. Один небольшой фрагмент вулканического стекла, найденный в гренландском льду, показал, что даже умеренное извержение способно выйти далеко за рамки региональной угрозы.
