Лавовые фонтаны Килауэа: вулкан, работающий как поршень

С декабря 2024 года гавайский вулкан Килауэа выбрасывает лаву не потоком, а залпами: фонтан, пауза, снова фонтан. Так часто он не делал этого ни разу с 1823 года, и теперь вулканологи, похоже, поняли, что их запускает.

54 фонтана за неполные два года

Нынешнее извержение Килауэа началось в декабре 2024 года. На рассвете 23 декабря лава пошла внутри кратера Халемаумау на вершине вулкана, и с тех пор он работает в эпизодическом режиме: фонтан, пауза, снова фонтан. Перерывы длятся от нескольких минут до нескольких недель. К сентябрю 2026 года фонтанов набралось 54, и некоторые поднимали лаву на высоту до 457 метров.

Халемаумау лежит в кальдере Килауэа, на территории национального парка Гавайские вулканы, — по местным легендам, именно в кратере Килауэа живёт богиня огня Пеле.

Серии фонтанов в рамках одного извержения случались здесь и раньше, но с 1823 года — всего трижды, и никогда так часто. Самая известная из прошлых — извержение кратера Килауэа-Ики в 1959 году: 17 эпизодов, а в пятнадцатом лава взлетела почти на 580 метров.

Газировка или поршень

Почему вулкан не изливает лаву спокойно, а выбрасывает её порциями, объясняли двумя способами. По первой версии, дело в воде, растворённой в глубинной магме: при перепаде давления она разом выходит из расплава и выталкивает его наверх. По второй, над запертой магмой копится пена, насыщенная углекислым газом, и в какой-то момент резко расширяется — как газировка во встряхнутой бутылке.

Команда Эштона Флиндерса, геофизика Гавайской вулканологической обсерватории Геологической службы США в Хило, проверила обе версии на данных нынешнего извержения. Работа опубликована в журнале Science.

Перед каждым фонтаном дно кальдеры вспучивалось и наклонялось: под ним собиралась магма. А начиная с подготовки к четырнадцатому эпизоду приборы стали регистрировать повторяющиеся серии сейсмических толчков и низкочастотных звуковых сигналов, каждая длиной в несколько минут. Исследователи связали их с газом, который то запирается в узких каналах, то вырывается наружу и гоняет магму вверх-вниз, как поршень в цилиндре двигателя.

Сернистый газ вулкан при этом выбрасывал, а углекислого — сравнительно немного. Для версии с пеной это плохой знак.

Как работает газовый поршень

Само явление на Килауэа наблюдают больше века. Лава в узком жерле остывает сверху и покрывается коркой, под которой скапливается газ. Получается пенистый слой, и когда он становится достаточно лёгким, то приподнимает лаву над собой. Если она переливается через край жерла, истончившаяся корка лопается, газ вырывается, часто с брызгами расплава, а то, что не выплеснулось, оседает обратно.

Пока газ заперт, вулканическое дрожание и выброс сернистого газа стихают. Стоит поршню сработать — дрожание резко усиливается.

Во время нынешнего извержения поршни стали хорошо заметны в марте 2025 года, перед 14-м и 15-м эпизодами. Перед одними фонтанами они появлялись, перед другими нет, и почему так происходит, в обсерватории пока до конца не понимают. Похожие выбросы бывают и в лавовых озёрах других вулканов: в эфиопском Эрта Але с двумя лавовыми озёрами давление периодически подбрасывает лаву на три-шесть метров — в десятки раз ниже, чем на Гавайях.

Сами авторы называют свою работу предварительным взглядом на явление: вопросов, по их словам, остаётся много.