Извержения вулканов относятся к числу экстремальных явлений, изменяющих ландшафт суши и воздействующих на глобальный климат и окружающую среду. Хотя особое внимание уделяется суперизвержениям, однако не меньший интерес представляют невзрывные риолитовые (высоковязкие) извержения и крупные лавовые потоки. В работе «Numerical Modeling of the Summit Lake Lava Flow, Yellowstone, USA», опубликованной в журнале Izvestiya, Physics of the Solid Earth (Q2; JIF: 0.796), исследуется древний лавовый поток в районе Саммит-Лейк (Summit Lake) Йеллоустона. Исследование выполнено сотрудниками ИТПЗ РАН, ИММ УрРАН и МГУ им. М.В. Ломоносова при поддержке Российского научного фонда (проект № 19-17-00027).
Йеллоустоунская кальдера является самой большой вулканической системой Северной Америки и получила название «супервулкан», так как она образовалась в результате катастрофического извержения около 630 тысяч лет назад. Если в Йеллоустоуне произойдет еще одно крупное извержение, то его последствия будут ощущаться во всем мире: выпадение пепла и кратковременные (от нескольких лет до десятилетий) изменения глобального климата. По мнению Геологической службы США, штаты Монтана, Айдахо и Вайоминг, которые расположены ближе всего к Йеллоустоуну, подвергнутся воздействию пирокластических потоков. К счастью, вероятность подобного извержения на Йеллоустоуне в ближайшие несколько тысяч лет крайне мала. Однако представляют опасность не только такие редкие экстремальные события, но и лавовые потоки в том же регионе. Последняя вулканическая активность на Йеллоустоуне состояла как раз из риолитовых потоков лавы, которые извергались примерно 70 000 лет назад.
В работе построены трехмерные численные модели течения лавы с целью определения влияния подстилающей поверхности и вязкости лавовых потоков на процесс растекания и продолжительность течения. Результаты расчетов динамики распространения потоков показали хорошее соответствие с известным распространением лавы при условии, что средний угол наклона подстилающей поверхности отличался от современного на незначительную величину, предположительно из-за изменения давления в магматической камере во время извержения и соответствующего изменения топографии поверхности. С увеличением вязкости лавы лавовый поток замедляется, а его высота увеличивается, что приводит к изменению морфологии потока (см. рисунок).
Источник: Tsepelev I.A., Ismail-Zadeh A.T., Melnik O.E. 3D Numerical Modeling of the Summit Lake Lava Flow, Yellowstone, USA // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2021. V. 57. № 2. P. 257-265. DOI:10.1134/S1069351321020129