Вулканы считаются хаотическими системами. Их сложно смоделировать, поскольку геофизические и химические параметры вулканических извержений демонстрируют высокий уровень неопределенности.
Теперь Дмитрий Александров и его коллеги из Уральского федерального университета в Екатеринбурге, Российская Федерация, расширили модель извержения, ранее разработанную другими учеными, на силу трения, действующую между вулканической пробкой и поверхностью вулканического канала. . Результаты, опубликованные в EPJB, свидетельствуют о том, что вулканическая активность может быть вызвана внешними шумами, которые иначе не были бы предсказаны моделью.Прогнозирование того, когда, где и как произойдет извержение вулкана, скорее всего, останется эмпирическим. То есть до тех пор, пока не удастся улучшить моделирование их динамики. Проблема таких моделей заключается в том, что динамика извержения вулкана очень сложна, включает одновременные несвязанные процессы и предлагает множество возможных сценариев.
Авторы основывались на предыдущем исследовании, демонстрирующем влияние шума на запуск извержений. А именно, они предположили, что при сложных силах трения вулканическая пробка и канал проявляют ранее идентифицированный механизм, называемый прерывистым скольжением, который заставляет вулканическую пробку подниматься и опускаться ослабленным образом. Затем они изучили влияние случайных возмущений на эту динамику.
Они также протестировали полученную модель с экспериментальными данными извержения вулкана Святой Елены, датируемых 2004 и 2005 годами.Александров и его коллеги показывают, что внешний шум также связан с возникновением колебаний большой амплитуды в вулканической пробке и высокой сейсмичностью.
Увеличение интенсивности шума приводит к движению пробки барабанного типа, проявляющему нерегулярную периодичность, зависящую от шума. Такое поведение типа биений является строительным блоком для понимания физических механизмов вулканической барабанной сейсмичности.