Ученые Института ядерной физики им.Будкера СО РАН смогли поставить в лаборатории эксперимент, позволяющий понять процессы, которые происходят в мантии Земли в ходе землетрясений и извержений вулканов.
Более достоверные данные о процессах в недрах Земли специалисты получают после досконального изучения обломков глубинных пород (ксенолитов), которые вынесены лавой в оде вулканических извержений. По результатам их исследования эксперты создают математические модели, которые впоследствии на практике подтверждаются лабораторными экспериментами.
Для моделирования процессов растворения, переноса и отложения минералов, которые происходят в верхней мантии, специалисты смогли создать действующую модель вулкана прямо в лаборатории.
С этой целью образец породы, который был выброшен на поверхность вместе с лавой с Авачинской сопки (действующий вулкан на Камчатке), раскалили с помощью мощной электронно-лучевой пушки примерно до 2500 градусов по Цельсию. При этом стоит отметить, что температура лавы самого горячего вулкана планеты Килауэа на Гавайях составляет порядка 1200 градусов. При такой температуре процессы изменения горной породы могут занимать в природе часы или даже сутки, к примеру, при землетрясениях. Однако эксперимент ученые провели всего за 45 минут.
«По мере нагревания образца граница плавления медленно опускается внутрь, — поясняет главный научный сотрудник ИГМ СО РАН Виктор Шарапов, — а на поверхности кипит расплавленная порода, так же, как лава кипит на вулкане". В эксперименте получают мини-вулкан, в котором потоки раскаленных газов распространяются по трещинам образца породы, растворяют содержащиеся там минералы. Одновременно на холодной поверхности формируются конденсаты из растворенных минералов. Наблюдения и замеры процессов, сымитированных во время эксперимента, подтвердили правильность расчетов созданной ранее математической модели».
Впоследствии изучение этих процессов, а также их моделирование нужно для того, чтобы более точно предсказывать место и время землетрясений, извержения вулканов, своевременно информировать население опасных территорий. Результаты этих исследований также дадут возможность лучше понять, каким образом осуществляется естественный перенос минералов в земной коре, где и какие рудные месторождения нужно искать с самой высокой вероятностью.