Зсувні сили в магмі: Новий механізм ініціації бульбашок змінює прогнози вивержень

Традиційне розуміння вулканології стверджувало, що формування газових бульбашок, які керують виверженнями, відбувається виключно через падіння тиску під час підйому магми. Однак, дослідження, опубліковане міжнародною групою вчених, зокрема фахівцями з ETH Zurich, у 2025 році, виявило значно складніший процес, що включає вплив механічних сил.

Ключовим відкриттям стало вивчення зсувних сил, що виникають через різницю у швидкості руху магми всередині вулканічних каналів, особливо інтенсивних біля стінок каналу. Вчені змоделювали цей процес, застосувавши контрольований зсув до розчину полімеру, насиченого вуглекислим газом (CO2), під тиском, і зафіксували спонтанне утворення бульбашок у зонах високого механічного напруження. Цей новий механізм отримав назву «зсувно-індукована нуклеація», що доповнює традиційний механізм декомпресії.

Дослідження, частково очолюване Олів'є Роше за участі Олів'є Бахманна з ETH Zurich, встановило кількісну залежність: критичне напруження зсуву, необхідне для початку формування бульбашок, зменшується зі зростанням концентрації розчиненого газу в магмі. Це має прямі наслідки для динаміки вивержень, оскільки може пояснити, чому високо в'язкі магми, багаті летючими речовинами, іноді призводять до ефузивних, спокійних вивержень, а не до вибухових подій.

Раннє зародження бульбашок завдяки зсувним силам дозволяє газу вивільнятися поступово, що знижує внутрішній тиск ще до досягнення зон критичної декомпресії. Це пом'якшує характер виверження; наприклад, початкова тиха фаза виверження гори Сент-Геленс могла бути спричинена саме зсувними силами. Крім того, це відкриття вимагає оновлення моделей вулканічної небезпеки, щоб інтегрувати ефект зсуву в каналах, що може підвищити точність прогнозування активності.