21.03.2017 08:52

Перед аспирантами ИФЗ РАН выступил А.Ю. Озеров

Категория: Аспирантура, Мероприятия

09 марта 2017 года в рамках курса по Физической вулканологиии Ведущий научный сотрудник Лаборатории активного вулканизма и динамики извержений Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Озеров Алексей Юрьевич выступил с докладом перед аспирантами ИФЗ РАН.

В рамках доклада автор изложил результаты своей работы по созданию физической модели вулканической деятельности. Основной исследуемой проблемой стал вопрос поиска физического механизма, объясняющего различные газофлюидные режимы извержения, наблюдаемые на вулканах разнообразнейших подвижных поясов – от Тихоокеанского до Средиземноморского. Именно – извержения могут происходить в режиме стационарного изливания, либо сопровождаться выбросами газа разной степени периодичности и структуры – к примеру, газ может выходить периодично в виде крупных порций (т.н. «газовые бомбы»). Лектор убедительно показал, что несмотря на существование различных вариантов объяснения этого процесса, единого и убедительного пока не удалось предложить.

Первая половина доклада была посвящена теоретическим вопросам. Алексей Юрьевич Озеров ясно показал, что вместо традиционной «геологической» классификации типов извержений (экструзивные, эффузивные и эксплозивные), можно ввести более физически обоснованную – по значению вязкости изливающейся лавы. Режим течения маловязкой лавы может быть описан в приближении идеальной жидкости – определённым типом газогидродинамических уравнений, таких как Эйлера. Вулканы же с более вязкой лавой формируют вторую группу, механическое описание потока для которой необходимо должно учитывать вязкость лавы (уравнение Навье-Стокса). Физическая модель, описываемая в докладе, относилась именно к вулканам первой группы.

Исследуя вулканы с ярко выраженным и сильно вытянутым по вертикале подводным каналом, автор ограничился моделированием только его. Для камчатских вулканов, наподобие Безымянного, это, видимо, вполне допустимо. Сама модель представляла собой набор труб разного диаметра (первые десятки см), высотой до 12 м. Трубы были наполнены водой (т.к. моделировалась лава в виде идеальной жидкости) и сопровождены весьма искусными системами видеонаблюдения – для слежением за формирующимися газовыми пузырями была, в числе прочего, установлена подвижная камера, способная с заданной скоростью перемещаться вдоль всей модели по высоте. Сам газ (двуокись углерода) подавался в нижнюю часть трубы посредством баллонов высокого давления.

Результат моделирования, представленный в докладе, приятно удивил аспирантов ИФЗ РАН исчерпываемостью решения вопроса на качественном уровне. Алексею Юрьевичу удалось получить все наблюдаемые в природе газофлюидные режимы извержения. Основной детерминантой, определяющей характер формирующихся газовых включений, являлась высота трубы – т.е. распределение гидростатического давления в подводящем канале. При достаточном вертикальном размере канала перемещение газонасышенной жидкости из области высокого в область низкого давления неизбежно приведёт к выделению газовой составляющей рассматриваемого типа (вплоть до крайнего – газовой бомбы). В обратном случае газ в явном виде может и вовсе не выделиться, либо присутствовать в виде диспергированных отдельных малых пузырей.

Несомненно, успехи моделирования на достаточно раннем этапе исследования вопроса, не могут не вызвать удивления. При этом техническая сложность создания столь крупной модели, не говоря уже о финансовых затратах, весьма велика.

Аспиранты ИФЗ РАН на одном дыхании прослушали интереснейший доклад истинного энтузиаста науки, Алексея Юрьевича Озерова, они искренно поздравили Алексея Юрьевича с достигнутыми результатами и пожелали ему успехов на следующих этапах исследования.

Отдельную благодарность аспиранты ИФЗ РАН выразили д.ф.-м.н., чл.-корр. РАН Собисевичу Алексею Леонидовичу, стараниями которого и было организовано данное мероприятие.

Автор текста: Мягков Д.С., аспирант ИФЗ РАН