Mokslininkams pavyko paaiškinti, kodėl kai kurių ugnikalnių erupcijos virsta įspūdingomis lavos fontanų serijomis, kai įkaitusios uolienos čiurkšlės šauna į šimtų metrų aukštį. Nors toks reiškinys fiksuojamas įvairiose pasaulio vietose, ilgą laiką nebuvo aišku, kas tiksliai lemia jo reguliarų ritmą.
Atsakymų suteikė 2021 metų pavasarį Islandijoje prasidėjusi Fagradalsfjall erupcija, kai ugnikalnis netikėtai prabudo po maždaug 800 metų ramybės. Jis yra Reykjanes pusiasalyje, viename aktyviausių Islandijos geologinių regionų, kur pastaraisiais metais suintensyvėjo magmos judėjimas ir drebėjimų seka.
Ši erupcija išsiskyrė palyginti ramiu pobūdžiu: nebuvo didelių sprogimų ar plataus masto pelenų debesų, todėl tyrėjai galėjo ilgai dirbti arti kraterio. Jau pirmosiomis savaitėmis dėmesį patraukė ne chaotiški protrūkiai, o pasikartojantys ciklai, kai kelias minutes matydavosi galingos lavos čiurkšlės, o po to veikla pastebimai aprimdavo.
Norėdami suprasti šį ritmą, tyrėjai beveik nepertraukiamai matavo iš gelmių kylančių dujų sudėtį ir jos kitimą. Ypatingas dėmesys skirtas sieros dioksidui ir anglies dioksidui, nes jų santykis ir koncentracijų šuoliai padeda spręsti, kurioje vietoje ir kaip greitai magmoje atsiskiria dujos.
Analizė parodė, kad svarbiausias vaidmuo tenka negiliai po paviršiumi esančiam nedideliam magmos telkiniui. Jame dujos palaipsniui kaupiasi, sudarydamos burbuliukų prisotintą sluoksnį, panašų į tirštą putą, o slėgiui didėjant ši struktūra tampa nestabili.
Kai kritinis slėgis pasiekiamas, susikaupęs dujų sluoksnis staiga subliūkšta, o didžiulis dujų kiekis išsilaisvina beveik akimirksniu. Greitai besiplečiantys burbulai veikia tarsi stūmoklis, stumiantis magmą į viršų, ir būtent tada susiformuoja kelių minučių lavos fontanai, kol slėgis vėl nukrenta.
Vėliau ciklas kartojasi, nes į telkinį nuolat priteka nauja magma su joje ištirpusiomis dujomis, o šios vėl atsiskiria ir kaupiasi. Tyrėjų teigimu, toks mechanizmas paaiškina, kodėl Fagradalsfjall erupcijos metu fontanai kartojosi stebėtinai reguliariai ištisas savaites.
Šie rezultatai keičia požiūrį į tai, kur ieškoti pagrindinių lavos fontanų „variklių“. Iki šiol dažnai manyta, kad intensyvumą labiau lemia gilesni Žemės plutos procesai, tačiau nauji duomenys rodo, kad itin svarbios gali būti ir seklios magmos „kišenės“, kuriose slėgis bei dujų atsiskyrimas kinta greitai.
Tyrimas publikuotas žurnale „Nature Communications“, o jo išvados gali padėti tiksliau interpretuoti dujų matavimus kitų ugnikalnių metu. Praktikoje tai svarbu ne tik mokslui: geresnis mechanizmo supratimas prisideda prie tikslesnių aktyvumo prognozių, ypač regionuose, kur erupcijos gali paveikti infrastruktūrą ir aviaciją.