геологи сша: виділення гелію в кальдерах вулканів йеллоустоун і лонг-веллі – результат різних процесівУ 2014-му році з-за підвищеного обсягу викидів гелію на території кальдери вулкана Єллоустоун у ЗМІ було багато шуму. Як вважають деякі вчені, виділення цього інертного газу є ознакою майбутнього виверження, і тому це явище змусило нервувати не тільки жителів США, але і вулканологів інших країн.

Як вважають вчені, в подальшому газ дозволить поліпшити моніторинг вулканів, але в прогнозах слід брати до уваги не сам газ, а процентне співвідношення його ізотопів – гелію-3 і гелію-4.

Різновиди гелію можуть з’являтися з мантії, де первинний газ зберігається з моменту формування Землі, і з земної кори, в якій він утворюється внаслідок розпаду радіоактивних елементів (актинія, урану, торію).

У мантії більш поширеним є гелій-3, а в земній корі переважає гелій-4. При виділенні газу можна визначити, звідки виходить газ — із земної кори або мантії.

Дослідники вивчили вулканічний острів Ієрро на Канарах, зробивши виміри газів на його території. Виявилося, що викиди гелію збільшуються після підземних поштовхів, коли відбуваються переломи в земній корі.

Чим ближче магма піднімається до поверхні, тим більший обсяг гелію вивільняється і тим більше стає співвідношення гелій-3/гелій-4. Напередодні виверження на острові Ієрро 12-го жовтня 2011-го року викиди гелію збільшилися з 9 до 24 кілограмів щодня, а на початку виверження його обсяг досяг максимального показника 38 кілограмів у день.

Було встановлено зв’язок між збільшенням показника гелій-3/гелій-4 і сейсмічною активністю в районі кальдери Лонг-Веллі в штаті Каліфорнія. Це говорить про те, що глибоко в земній корі під кальдерою магма рухається, і ризик виверження є.

Що стосується вулкана Єллоустоун, то тут інша ситуація. Дослідження, яке було проведено в 2014-му році, зафіксувало великі обсяги гелію, що вивільняються в районі кальдери. Але співвідношення гелій-3/гелій-4 тут невелика, тобто газ з’являється внаслідок розпаду важких елементів.

Дослідники підрахували, який обсяг гелію-4 може вироблятися всередині земної кори під кальдерою Єллоустоун в залежності від концентрації торію та урану. З’ясувалося, що викиди в Єллоустоуні в 600 разів перевищують рівень, який повинен бути при розпаді важких елементів.

Це означає, що гелій під кальдерою Єллоустоун багато мільярдів років перебував у земній корі немов у пастці і ніяк не пов’язаний з магмою в резервуарі кальдери. Швидше за все, вивільнення газу пов’язане з нагріванням земної кори і землетруси.

В результаті, викиди гелію можуть бути ознакою майбутнього виверження, а можуть і не бути. Все це залежить від співвідношення гелій-3/гелій-4 і джерела дегазації. У випадку з Ієрро, коли було високе співвідношення, вся справа була в русі магми, а в земній корі під кальдерою Єллоустоун є істотні запаси гелію, що вивільняються процесами, які не призводять до виверження.