Исследователи из Токийского столичного университета провели беспрецедентно подробное исследование пемзы после извержения вулкана Фукутоку-Ока-но Ба в Японии в 2021 году. Используя образцы из 213 различных мест, ученые смогли учесть плотность породы, размер и округлость пемзы, а также биологические виды, прикрепленные к ней. Результаты исследования выявили три этапа эволюции дрейфующей пемзы: округление, фрагментация и диверсификация прикрепленных биологических организмов с течением времени.
Считается, что 85 % извержений вулканов происходят под водой. Хотя их наземные собратья могут показаться более яркими, последствия подводных извержений могут быть столь же разрушительными: вспомните ударные волны и цунами. В 2021 году извержение вулкана Фукутоку-Ока-но Ба под водой в Японии привело к массовому нарушению работы портов, кораблей и рыболовства из-за огромного количества образовавшейся пемзы, создавшей огромные «пемзовые плоты», которые плавали над морем и оседали на сушу.
Подобное массовое образование пемзы случается относительно редко, примерно раз в 10 лет, но если это происходит, то оказывает разрушительное воздействие на повседневную жизнь. Понимание того, как развиваются плоты пемзы по мере того, как они перемещаются по морю, является важной задачей для ученых, которые пытаются оценить риски и смягчить их воздействие на береговые сообщества.
Команда под руководством доцента Дайсуке Ишимуры провела беспрецедентно подробное исследование дрейфующей пемзы, взяв в течение года пробы в 213 различных точках береговой линии в Японии, Таиланде и на Филиппинах. Поскольку извержение произошло вблизи архипелага, стало возможно взять обширные пробы пемзы, которая со временем осела на многочисленные острова. Ученые обращали внимание на количество отложений на единицу площади, округлость отдельных кусков и биологические виды, которые были обнаружены на них. Дрейфующая пемза также известна своей способностью переносить виды на огромные расстояния.
Команда обнаружила, что формирование плотов происходило в три этапа. В первые 60 дней плоты пемзы плотно упакованы, что приводит к множеству столкновений между отдельными породами, плавающими на поверхности моря. Острые края сглаживаются, и пемза быстро округляется, о чем свидетельствуют изменения в округлости образцов, взятых после события. Столкновения также затрудняют прикрепление организмов к пемзе; на этой стадии к ней прикрепляются только гусиные ракушки.
После первой фазы пемза продолжает фрагментироваться, и максимальный ее размер уменьшается, а вместе с ним и плотность плота, поскольку более мелкая пемза тонет. Однако вновь раздробленная пемза стремится к быстрому округлению, поскольку округлость остается постоянной. К гусиным ракушкам присоединяются мшанки (простые водные беспозвоночные), но биоразнообразие остается относительно низким. Только на третьей стадии, примерно через 210 дней, биоразнообразие резко возрастает. Плотность пемзы в море теперь настолько мала, что столкновения происходят гораздо реже, что дает таким организмам, как двустворчатые моллюски и кораллы, шанс устроить себе дом. Примерно в это же время перестают формироваться плоты.
Хотя отдельные моменты, такие как превращение пемзы в круглую морскую массу, отмечались и раньше, это первый случай, когда данные замедленной съемки были использованы для изучения подобных процессов. Команда надеется, что полученные результаты помогут смягчить последствия будущих событий. Работа была опубликована в журнале Progress in Earth and Planetary Science.
