Vědci sledují otřesy nejchladnějšího sopky na světě
Obrovská spící sopka vykazuje známky aktivity poprvé za 700 000 let. Tento supervulkán může opět ožít a vrhnout náš svět do chaosu.
Seismická aktivita, která doprovází určité vulkanické systémy, často poskytuje klíčové informace o jejich vnitřní struktuře, dynamice a vývoji materiálů, které se pohybují v hlubinách. V tomto případě, který zde popíšeme, se pozornost soustředila na oblast v Africe, kde nejchladnější sopka na světě tvoří jedinečné geologické prostředí.
Skupina výzkumníků se více než měsíc zabývala analýzou původu otřesů a jejich vztahu k magmatické aktivitě. Kombinace specializovaných senzorů, technik zpracování dat a nových analytických přístupů přispěla k přesnějšímu výkladu toho, co se děje uvnitř tohoto systému.
Která sopka je nejchladnější na světě a proč se její otřesy slyší?
Systém zkoumaný vědci odpovídá sopce Ol Doinyo Lengai, která se nachází v horách severní Tanzanie. Po několika týdnech neustálých otřesů se zjistilo, že shromážděné záznamy poskytují užitečné informace pro pochopení její magmatické aktivity. Výzkum byl také publikován ve vědeckém časopise.
V tomto teritoriu se půda jemně třásla po dobu jednoho měsíce, což naznačuje trvalé pohyby v podzemí. Výzkum byl podpořen patnácti měsíci práce vedené specialistkou Miriam Christinou Reissovou z Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
Během této doby síť seismometrů umístěných kolem sopky umožnila jasně zachytit různé vzorce vibrací. Podrobná analýza signálů poskytla více než jen jednoduché seismické rutiny. Poprvé se podařilo lokalizovat ve třech rozměrech přesný původ otřesů, a to jak v poloze, tak v hloubce. Tato informace umožnila vizualizaci uspořádání magmatického systému a jeho vnitřních cest.
Jak se chová magma pod nejchladnější sopkou na světě?
Jedním z centrálních prvků této sopky je chemické složení její lávy, které ji činí mimořádnou v celosvětovém měřítku. I když teplota jejích emisí dosahuje pěti set deseti stupňů, zůstává stále chladnější než běžné lávy.
To je způsobeno přítomností natrokarbonatitové lávy, která se výrazně liší od bazaltů nebo riolitů, které převládají v jiných aktivních sopkách. Natrokarbonatit je tvořen především uhličitany sodíku, draslíku a vápníku, s velmi nízkým obsahem oxidu křemičitého. Díky tomuto složení se lava taje při nižších teplotách a proudí s viskozitou podobnou vodě.
Během pohybu se rychle ochlazuje a získává tmavé odstíny, což způsobuje, že její vzhled připomíná velmi tekuté bláto. Tento rys učinil z Ol Doinyo Lengai stálý objekt studie a umožnil jej využít jako přírodní laboratoř v rámci Východoafrické propadliny.
Co odhalují otřesy o magmatickém systému Ol Doinyo Lengai
Chování vulkanických otřesů poskytuje klíče k pochopení změn, které se odehrávají uvnitř sopky. Jak magma stoupá, vyvíjí tlak na kůru a způsobuje vznik malých trhlin, což generuje charakteristické seismické signály. I když je jejich energie obvykle menší než jašem zemětřesení, jsou zásadní pro pochopení vnitřní aktivity.
Mezi koncem února a začátkem dubna 2020 tým zaznamenal více než šest set hodin signálů spojených s vulkanickými tremory. Nástroje projektu SEISVOL, zaměřené na studium činnosti Ol Doinyo Lengai a jejího okolí, umožnily rozlišit dva hlavní typy tremorů:
- Úzké tremory, s frekvencí mezi dvěma a čtyřmi a půl hertz, pocházející z hloubky mezi čtyřmi a sedmi kilometry.
- Quasi-harmonické tremory, s přibližnou základní frekvencí kolem jednoho a devíti hertz, související s vibracemi kapalin v trhlinách nebo vzájemně propojených komorách.
Úzké tremory podtrhly přítomnost vzestupných kanálů vycházejících ze zlomu v oblasti Natron Basin. V této hloubce uvolňuje magma oxid uhličitý, který začíná separaci. Tato uvolnění by mohla být přímou příčinou seismického vzoru.
Na druhé straně quasi-harmonické tremory naznačily oscilace v trhlinách poblíž základny sopky. Alternance obou typů v určitých okamžicích naznačila spojení mezi hlubokými zásobníky a povrchovými strukturami.
Trojdimenziální kartografie uvnitř Ol Doinyo Lengai
Aby lokalizovali původ každého signálu, vědci použili metodu kovarianční matice sítě, která umožňuje určit otřesy, aniž by bylo nutné určovat přesný okamžik, kdy každý z nich začíná. Rozdělili záznamy na segmenty o deseti minutách a poté na části o čtyřiceti osmi sekundách. Tímto způsobem oddělili skutečné otřesy od šumu na pozadí porovnáním mezi stanicemi.
Rekonstrukce trojrozměrného modelu podloží podrobně popsala uspořádání kanálů, kterými stoupá natrokarbonatit. Tento pokrok přináší přesnější pochopení vnitřních procesů sopky a otevírá možnost zlepšit systémy včasného varování.
Na závěr je třeba zdůraznit, že výzkum také přispívá k poznání jedinečného geologického prostředí v africké propadlině, kde magmatická aktivita stále přetváří region.
