Ученые разгадали тайну загадочного гула, который издает Этна — самый высокий действующий вулкан Европы. Исследователи из Потсдамского университета (Германия) выяснили, что этот низкочастотный рокот состоит из поверхностных волн, а не из шума, приходящего из глубоких недр Сицилии. Открытие, опубликованное в журнале Solid Earth, объясняет, почему приборы иногда обманывают вулканологов. Ранее ученые вычислили самые опасные в будущем вулканы.

Датчики на склоне горы

Летом 2019 года команда ученых под руководством Неле Веселы установила на верхнем склоне Этны сеть из семи станций. Датчики находились на расстоянии меньше ста метров друг от друга и в течение 25 дней фиксировали каждое движение горы. Данные показали, что самые сильные сигналы распространяются вдоль поверхности земли. Это движение несет в себе важную информацию об изменениях внутри вулкана, даже если внешне он кажется спокойным. Однако ученые столкнулись с проблемой: разные типы приборов давали противоречивые результаты.

Традиционные станции, объединенные в сеть, сравнивают время прихода сигнала в разных точках. Это позволяет точно определить, откуда идет звук. В то же время одиночные ротационные датчики оказались слишком чувствительны к местным особенностям: трещинам в скалах и неровностям почвы прямо под прибором. Из-за этого данные одиночных станций иногда указывали не в ту сторону. Теперь ясно, что для точного прогноза нельзя полагаться на один, пусть даже очень современный сенсор.

Голос вулкана

До начала активной фазы гул Этны был слабым, и приборам было сложно «поймать» его направление. Но как только начались выбросы пепла, картина прояснилась. Самый мощный всплеск активности заставил все датчики дружно указать на северные кратеры. Оказалось, что сильное извержение не запутывает сейсмическую картину, а, наоборот, делает ее более четкой. В этот момент гул превратился в направленный сигнал, который ученые смогли отследить с максимальной точностью.

Изучив скорость и тип колебаний, физики поняли, с чем имеют дело. Этна генерирует так называемые волны Лява. Это поверхностные волны, которые заставляют землю колебаться из стороны в сторону, а не вверх-вниз. По мере того как извержения становились мощнее, источник звука не только становился громче, но и уходил глубже под вершину. Это меняло траекторию волн и заставляло датчики на поверхности реагировать по-разному. Скорость звука в породе при этом возрастала, что стало еще одним важным признаком нарастающей активности.

Ученые доказали, что сочетание сети обычных датчиков и новых приборов помогает «распутать» даже самый сложный сейсмический узел. Для Этны, которая почти никогда не затихает, это жизненно важно. Теперь обсерватории смогут быстрее анализировать смешанные сигналы и точнее предсказывать, когда подземный гул перерастет в опасный выброс лавы и пепла.