Результаты исследования, опубликованные в журналах «Nonlinear Processes in Geophysics» и «The European Physical Journal B», показали, что относительно небольшие внешние возмущения, идущие от сторонних геологических процессов, играют важную роль в извержении вулканов.

Профессор Института математики и компьютерных наук (ИМКН) УрФУ, доктор физико-математических наук Дмитрий Александров с коллегами дополнили существующую теоретическую модель взаимодействия жерла вулкана с закрывающей его пробкой, учтя влияние силы трения. «Моделировать вулканы сложно, потому что геофизические и химические параметры извержений вулканов проявляют высокий уровень неопределенности», — отмечают авторы статей.

Результаты, опубликованные авторами, содержат доказательства того, что вулканическая активность может быть вызвана внешними шумами, которые не были бы предсказаны детерминированной моделью без их учета.

По словам ученых, до тех пор, пока будет невозможно улучшить моделирование динамики вулканов, прогнозирование извержений, скорее всего, так и останется эмпирическим. Проблемой таких моделей является то, что динамика извержения вулкана очень сложна и реализуется с участием не связанных или случайных процессов.

Авторы статьи «How a small noise generates large-amplitude oscillations of volcanic plug and provides high seismicity», опубликованной в «The European Physical Journal B» в апреле нынешнего года, продемонстрировали влияние шума на запуск извержения. Они показали, что под действием нелинейной силы трения вулканическая пробка и жерло проявляют поведение, названное прерывистым движением (stick-slip motion). Это стимулирует вулканическую пробку подниматься и опускаться. Увеличение интенсивности шума приводит к движению пробки по типу барабанного боя. Внешний шум также вызывает в вулканической пробке колебания большой амплитуды и связан с высокой сейсмичностью. Во второй статье «Analysis of stochastic model for nonlinear volcanic dynamics» ученые показали влияние шума на периодичность вулканической активности.

Обнаруженный исследователями тип поведения — очередной кирпичик в понимании физических механизмов вулканической сейсмичности, считают ученые.