Uued teadmised Hawaii Kilauea lavafountainide mehhanismide kohta

Pilt: Ars Technica · Allikas

USA Geoloogiateenistuse uurimus Kilauea viimaste purse kohta annab vihjeid lavafountainide ennustamiseks ning viitab purske energialtauruks veeauru protsessidele pigem kui süsihappegaasilisele vahule.

Hawaii Kilauea vulkaani muljetavaldavad lavafountainid on vulkanolooge ammu paelunud, kuid need tuhandete meetrite kõrgusele ulatuvad sulatatud magma pursked jäävad osaliselt saladuseks. Viimased pursked pakuvad enneolematut võimalust nende dramaatiliste vulkaaniliste nähtuste uurimiseks ja paremini mõistmiseks.

Kilauea, Hawaii noorim ja aktiivseim vulkaan, näitab tavaliselt aeglaselt liikuvat laavat. Kuid alates 1823. aastast on toimunud vaid kolm lavafountainide episoodi. Pärast suurt 2018. aasta purse, mis osaliselt tühjendas maa-alust magmavarra, jälgisid USA Geoloogiateenistuse (USGS) teadlased intensiivselt seda ala 35 jaamast koosneva võrgustikuga, millel olid seismilised, inframadalhelilised, geodeetilised, gaasiandurid ning soojus- ja visuaalkaamerad.

Alates 2019. aastast hakkas Kilauea all olev magmavarra aeglaselt taas täituma, kiirenedes oluliselt aastaks 2023, põhjustades tipu paisumist kasvaval määral, kõigepealt 22 sentimeetrit aastas ja seejärel 57 sentimeetrit. 2024. aastal toimus sarivärinuid, kui avanes 900-meetrine lõhe, millest purskas lavafountain kuni 160 meetri kõrgusele 13 tunni jooksul. Peagi järgnes teine purse. Järgmise kuu lõpuks registreeris USGS veel 52 lavafountaini purset, millest mõned paiskasid laava üle 400 meetri kõrgele.

Peamised leiud näitasid, et purseid oli võimalik ennustada tipu kalle jälgimise kaudu. Iga purse põhjustas tipu kiire kahanemise, mida järgnes magmavarre järkjärguline täitumine. Järjestikused pursked toimusid, kui tipu kallet mõõdeti sarnastele lävetele, võimaldades paremaid hoiatusteateid hoolimata sellest, et puske vahetult enne lavafountaini tegevust selgeid seismilisi märke ei olnud.

Lavafountainide mehhanismide kohta on kaks peamist hüpoteesi. Üks seob fountaine veeauruga, mis tekib, kui magmavarra vesi jõuab madalamale ja põrkub auruks, purustades magmat ja surudes selle üles. Teine oletab, et süsihappegaas moodustab magmakambri kohal vahu, mis ootamatult välja pääsedes ajab fountaine üles.

Viimaste purskete andmed näitavad madalaid süsihappegaasi tasemeid kogu purske tsükli jooksul, nõrgendades toe vahtu teooriale. Vesiniksulfiidi tase tõusis purskete ajal, kuid üldiselt jäi kõrgeks, näidates pidevat gaasi väljumist magmast, kuid suurenenud aktiivsust fountainide ajal. See tunnistab veeauguure pööramise mudeli kasuks, kuigi jääb ebaselgeks, miks järjepidevad protsessid äkitselt fountaineks muutuvad.

Magmanäidiste keemiline analüüs paljastas magneesiumoksiidi taseme kõikuvust, mis peegeldab temperatuuri muutusi vastavalt magma kahanemise ja täitumise tsüklitele. Teised oksiidid kasvasid aja jooksul, viidates uue magmavoo saabumisele eri keemiaga.

Hoolimata ulatuslikust instrumentaariumist on endiselt takistusi, eriti gaasiproovide võtmise raskused infrapuna häire tõttu lavafountainide ajal ning ohutusprobleemid kõrgete purskete lähedal. Üks kaamera kaotati, kui see filmitas lava kukkumist taevast.

Kilauea jätkab võimsana loodusliku laborina vulkaaniliste purske dünaamika selgitamisel. Kuigi viimased uuringud tähistavad olulist edusammu lavafountainide mõistmises ja ennustamises, on palju veel õppida, et täielikult paljastada nende leegitsevate näituste saladused.

(Teaduslik viide: USGS uurimus avaldatud ajakirjas Science, oktoober 2026, DOI: 10.1126/science.aef2931)