Килауэа — самый активный вулкан Гавайев. Он стал регулярно выбрасывать лаву фонтанами. Вулканологи изучают это явление, чтобы понять, как оно возникает и поддерживается.
Фонтаны лавы начали извергаться в кальдере Халемаʻумаʻу на вершине вулкана. Килауэа произвёл 54 таких фонтана; некоторые поднимались на высоту до 457 метров.
Во время извержения, которое может длиться от нескольких часов до дней, месяцев и даже лет, отдельные фонтаны лавы не редкость. Но повторяющиеся фонтаны — отдельные выбросы с промежутками от нескольких минут до нескольких недель — встречаются редко. На Килауэа такие серии наблюдались лишь трижды, причём прежде они не возникали с такой частотой.
Из-за редкости этого явления учёные сравнительно мало знают о том, что запускает, поддерживает и прекращает такие серии фонтанов. Исследователь-геофизик Эштон Флиндерс из Гавайской вулканической обсерватории Геологической службы США в Хило и его коллеги рассматривают две основные гипотезы. Согласно первой, растворённая в магме вода — смеси расплавленной породы и газа под землёй — внезапно выходит из неё при изменении давления, вызывая мощный выброс. Согласно второй, резко расширяется богатая углекислым газом пена на поверхности магмы, запертой в вулкане, — подобно пене в бутылке газировки, которую встряхнули.
Килауэа — подходящее место для проверки этих гипотез: учёные десятилетиями интенсивно изучают вулкан и следят за ним с помощью приборов. Они непрерывно собирают данные о сейсмической активности, температуре, низкочастотных звуках, подъёме и опускании поверхности, а также о выходящих газах. Эти наблюдения помогают исследователям понять, что вызывает непрерывные выбросы.
Перед каждым фонтаном дно чашеобразной кальдеры поднималось и наклонялось — это указывало на скопление магмы под поверхностью. По мере развития извержения и продолжения выбросов стала проявляться закономерность. Перед четырнадцатым фонтаном исследователи зафиксировали повторяющиеся серии сейсмической энергии и низкочастотных звуков, каждая продолжалась несколько минут.
По мнению исследователей, эти сигналы связаны с накоплением и высвобождением газов, запертых в магме. Из-за этого магма движется вверх и вниз по узким вулканическим каналам в породе — подобно поршню в двигателе. Учёные также заметили, что вулкан выделял немного диоксида серы, но углекислого газа было сравнительно мало. Это говорит о том, что гипотеза о пене, вероятно, не объясняет происходящее.
Флиндерс и его коллеги подчёркивают: это лишь предварительное представление о явлении, и многие вопросы остаются без ответа.