В 2021 году подводное извержение вулкана Фукутоку-Ока-но-Ба у берегов Японии привело к образованию огромных «пемзовых плотов», которые вызвали серьезные нарушения в работе портов, судоходстве и рыболовстве. Команда исследователей из Токийского столичного университета под руководством доцента Дайсуке Исимуры провела беспрецедентно детальное исследование этого явления, результаты которого были опубликованы в журнале "Progress in Earth and Planetary Science".
Подводные извержения составляют около 85% всех вулканических извержений на Земле и могут быть столь же разрушительными, как и наземные, вызывая ударные волны и цунами. Массовые явления пемзовых плотов, подобные событию 2021 года, происходят относительно редко — примерно раз в десятилетие, но их последствия могут быть катастрофическими для повседневной жизни и источников дохода прибрежных сообществ.
Исследователи собрали образцы пемзы с 213 различных прибрежных локаций в Японии, Таиланде и на Филиппинах в течение года после извержения. Близость вулкана к архипелагу позволила провести обширный сбор образцов пемзы, которая со временем была выброшена на берега многочисленных островов. Ученые изучали плотность пемзовых плотов, размер и округлость отдельных кусков пемзы, а также биологические виды, прикрепившиеся к пемзе.
В ходе исследования были выявлены три фазы эволюции пемзовых плотов. В первой фазе, длившейся примерно 60 дней после извержения, плоты были очень плотно упакованы. Частые столкновения приводили к сглаживанию краев пемзы и быстрому округлению. Из-за постоянных столкновений большинству организмов было трудно прикрепиться к пемзе — в этот период обычно находили только усоногих раков (морских желудей).
Вторая фаза продолжалась с 60-го до примерно 210-го дня. В этот период пемза дальше фрагментировалась, что уменьшало максимальный размер отдельных кусков. Плотность плотов снижалась, поскольку более мелкие куски пемзы начинали тонуть. Недавно фрагментированная пемза все еще быстро округлялась, поэтому общая округлость оставалась постоянной. Биоразнообразие оставалось относительно низким, но немного увеличивалось — к усоногим ракам присоединялись мшанки (простые водные беспозвоночные).
После 210-го дня наступала третья фаза. Плотность пемзы в море становилась настолько низкой, что столкновения происходили гораздо реже. Биоразнообразие «взрывалось»: такие организмы, как двустворчатые моллюски и кораллы, теперь могли прикрепляться и процветать. Примерно в это время плоты переставали формироваться — они распадались или уплывали.
Впервые исследователям удалось точно определить временные рамки этих процессов (округления, фрагментации и изменения биоразнообразия) на основе данных, собранных в режиме реального времени. Полученные знания могут помочь в смягчении последствий будущих массовых явлений пемзовых плотов.
Дрейфующая пемза может переносить различные виды организмов на огромные расстояния, и данные исследователей дают представление о том, когда и как происходит такое прикрепление видов. Понимание эволюции пемзы в море является ключевым для ученых при оценке рисков и защите прибрежных сообществ.
Трехфазная эволюция пемзовых плотов, выявленная в исследовании, подчеркивает важность мониторинга этих образований с течением времени для оценки их потенциального воздействия на местные экосистемы и человеческую деятельность.
Изображение носит иллюстративный характер
Подводные извержения составляют около 85% всех вулканических извержений на Земле и могут быть столь же разрушительными, как и наземные, вызывая ударные волны и цунами. Массовые явления пемзовых плотов, подобные событию 2021 года, происходят относительно редко — примерно раз в десятилетие, но их последствия могут быть катастрофическими для повседневной жизни и источников дохода прибрежных сообществ.
Исследователи собрали образцы пемзы с 213 различных прибрежных локаций в Японии, Таиланде и на Филиппинах в течение года после извержения. Близость вулкана к архипелагу позволила провести обширный сбор образцов пемзы, которая со временем была выброшена на берега многочисленных островов. Ученые изучали плотность пемзовых плотов, размер и округлость отдельных кусков пемзы, а также биологические виды, прикрепившиеся к пемзе.
В ходе исследования были выявлены три фазы эволюции пемзовых плотов. В первой фазе, длившейся примерно 60 дней после извержения, плоты были очень плотно упакованы. Частые столкновения приводили к сглаживанию краев пемзы и быстрому округлению. Из-за постоянных столкновений большинству организмов было трудно прикрепиться к пемзе — в этот период обычно находили только усоногих раков (морских желудей).
Вторая фаза продолжалась с 60-го до примерно 210-го дня. В этот период пемза дальше фрагментировалась, что уменьшало максимальный размер отдельных кусков. Плотность плотов снижалась, поскольку более мелкие куски пемзы начинали тонуть. Недавно фрагментированная пемза все еще быстро округлялась, поэтому общая округлость оставалась постоянной. Биоразнообразие оставалось относительно низким, но немного увеличивалось — к усоногим ракам присоединялись мшанки (простые водные беспозвоночные).
После 210-го дня наступала третья фаза. Плотность пемзы в море становилась настолько низкой, что столкновения происходили гораздо реже. Биоразнообразие «взрывалось»: такие организмы, как двустворчатые моллюски и кораллы, теперь могли прикрепляться и процветать. Примерно в это время плоты переставали формироваться — они распадались или уплывали.
Впервые исследователям удалось точно определить временные рамки этих процессов (округления, фрагментации и изменения биоразнообразия) на основе данных, собранных в режиме реального времени. Полученные знания могут помочь в смягчении последствий будущих массовых явлений пемзовых плотов.
Дрейфующая пемза может переносить различные виды организмов на огромные расстояния, и данные исследователей дают представление о том, когда и как происходит такое прикрепление видов. Понимание эволюции пемзы в море является ключевым для ученых при оценке рисков и защите прибрежных сообществ.
Трехфазная эволюция пемзовых плотов, выявленная в исследовании, подчеркивает важность мониторинга этих образований с течением времени для оценки их потенциального воздействия на местные экосистемы и человеческую деятельность.
