ИСТИНА

В докладе будут рассмотрены три модели вулканических извержений, учитывающие взаимодействие магмы с вмещающими породами в процессе извержения. В процессе экструзивных извержений происходит медленное выдавливание лавового купола. Скорости подъема магмы невелики, поэтому существенны кристаллизация магмы и отделение газа в свободную фазу. Существующие модели либо рассматривали фильтрацию газа сквозь магму, либо в упрощенной постановке - отток газа в окружающие породы. В докладе будет представлена совместная модель течения магмы в канале вулканы и геотермальной системы, окружающей канал \cite{Zarin}. Показано, что интенсивность оттока вулканических газов в породы сравнима с интенсивностью их переноса вместе с поднимающейся магмой. Учёт оттока газа из магмы существенно влияет на динамику извержения, в частности на период колебаний расхода магмы. Объяснено отсутствие корреляции измеряемых на поверхности расходов магмы и газа, наблюдаемое на многих вулканах. Измерение деформаций земной поверхности, происходящие в процессе вулканического извержения, являются одним из основных методов мониторинга активных вулканов. Источником деформаций служат процессы в системе очаг–канал, а также в геотермальных системах, прогреваемых магмой. Роль очага и, в меньшей степени, канала при деформировании окружающих пород достаточно хорошо изучена теоретически, однако влияние геотермальной системы на измеряемые деформации в процессе вулканического извержения ранее не рассматривалось. В \cite{Afan} сравниваются деформации от двух инициирующих деформации источников: щелевого канала с заданным избыточным давлением и геотермальной системы, прогрев которой осуществлялся за счет течения магмы. Показано, что вертикальные деформации вследствие активности геотермальной системы могут в разы превосходить деформации, связанные с течением магмы. Пространственное распределение деформаций также существенно различается. При деформациях, вызванных геотермальной системой, максимум вертикального перемещения находится над щелевым каналом, в случае же изменения давления в канале над ним наблюдается локальное опускание поверхности, а ее максимальное поднятие располагается на расстоянии, примерно вдвое превышающем глубину залегания верхней части щелевого канала. Влияние геотермальной системы необходимо учитывать при интерпретации данных мониторинга активных вулканов. Вулканическая активность часто проявляется в виде циклов коротких взрывных извержений, сопровождающихся выбросом пепла и газа в атмосферу; в промежутках между извержениями активности практически не наблюдается. Извержения такого типа происходят на вулканыах Santiaguito в Гватемале, Карымский на Камчатке и некоторых других. Канал вулкана при таких извержениях большую часть времени закрыт твёрдой лавовой пробкой, образующейся в результате дегазации и охлаждения столба магмы. В магме под пробкой растворено большое количество газа, который при падении давления образует свободную фазу и фильтруется через пузырьки, образующиеся в магме. Циклический характер извержений можно объяснить наличием газовой полости под пробкой. Газ фильтруется в эту полость, давление под пробкой растёт до некоторого критического значения. Тогда пробка начинает подниматься вверх, освобождая каналы для движения газа. За короткое время в атмосферу выбрасывается большое количество газа, давление под пробкой падает. Даление в полости будет падать до значения, при котором произойдет обратное движение пробки: она опускается вниз, и на этом цикл завершается.