Качественные данные о том, как извергаются вулканы, датируются тысячелетиями, как описано в 79 году нашей эры извержение Vesuvio.
Однако большинство наших качественных и количественных оценок работы вулканического процесса и его различных показателей, безусловно, было достигнуто в рамках технического прогресса за последние десятилетия. Безусловно, огромное совершенствование системы мониторинга активных и извергающихся вулканов позволило обнаружить многие изменения в геофизическом, геодезическом и геохимическом поведении до, во время и после извержений. В результате был собран значительный объем данных о количестве действующих вулканов во всем мире.
В целом многие обнаруженные изменения можно отнести на счет физических или химических параметров. Эти знания также крайне важны для определения того, когда вулкан вступает в фазу отклонения от исходного уровня или волнений, которые могут привести к извержению, и для прогнозирования любого надвигающегося извержения.
Понимание процессов, происходящих в вулканах и приводящих к геофизическим, геодезическим и геохимическим изменениям, обнаруженным на поверхности, подкрепляется аналитическими, численными и экспериментальными моделями.
Не менее важными для понимания среднего и долгосрочного поведения вулканов являются многочисленные полевые и петро-геохимические исследования, подкрепляемые методами датирования. В частности, полевые исследования имеют фундаментальное значение для восстановления истории извержений вулкана, включая место, тип, размер и частоту извержений. Петрологические и геохимические исследования дают неоценимый объем информации о процессах и времени, характеризующих образование магмы, ее подъем и залегание внутри коры, включая смешение, ассимиляцию коры и фракционирование. Эти подходы позволили добиться значительного прогресса в нашем понимании вулканов.
Несмотря на то, что достигнутый уровень знаний не может раскрыть многие вопросы, стоящие перед вулканическим процессом, он, безусловно, обеспечивает надежную платформу для проверки гипотез и планирования более продвинутых и сложных исследований.
Действительно, несмотря на важные достижения, современная вулканология все еще нуждается в полном определении и понимании ряда основных процессов. Многие из этих процессов могут быть разгаданы не только наблюдениями на вулканах Земли, но и на внеземных вулканах, в том числе на Венере, Марсе. Хотя исследования наземного вулканизма являются ключом к пониманию и внеземного вулканизма, можно также ожидать, что наблюдения за верно отображенными вулканическими сооружениями с Марса и Венеры позволят лучше определить вулканические процессы на Земле.
Многие из вопросов, касающиеся поведения действующих вулканов на поверхности, неизбежно приводят к динамике подстилающих магматических коллекторов. Часто подчеркивая ограниченность знаний о более глубоких процессах. Например, несмотря на полевые и теоретические исследования механических и тепловых ограничений для образования магматических резервуаров, вулканологи все еще не имеют четкого понимания того, почему и как магма может оседать и накапливаться в земной коре.
Конечно, контрасты плотности между магмой и породой-хозяином, а также физические (включая упругость, температуру, уже существующие разрывы) контрасты внутри породы могут играть фундаментальную роль в формировании и развитии магматических коллекторов. Однако другие параметры, такие как поток магмы и смешение, гидротермические изменения, реология коры и региональные тектонические условия также могут быть важными.
Кроме того, недавние исследования выявили эпизодическое и быстрое накопление, а также тектоническую активизацию магмы. Важным последствием динамики магматических водохранилищ может быть возрождение или подъем части котловин на расстояние до нескольких километров.
Несмотря на то, что есть много исследований и моделей образования котловин, знания о регенерации, то есть противоположном процессе, все еще явно ограничены, с небольшим количеством последних исследований и моделей. Безусловно, причины и условия возрождения требуют дальнейшего изучения, и многие вопросы могут найти ответ в лучшем понимании долгосрочного динамического поведения магматических коллекторов.
Магма поднимается в верхней части коры через дамбы. Дамбы также отвечают за питание большинства извержений, в основном независимо от состава магмы. Дамбы могут достигать десятков километров, доставляя магму и подпитывая извержения на значительные расстояния, в том числе за пределами вулканов.
Поскольку дамбы отвечают за перенос магмы в пределах коры и вулканических сооружений, понимание условий их распространения или остановки, является одной из важнейших задач как для теоретической, так и для прикладной вулканологии.
При каких условиях дамба переносит магму на более мелкие уровни?
Почему большинство дамб задерживается на глубине, не подпитывая извержения?
Было предложено несколько механизмов контроля распространения дамб, включая магнитное давление, плавучесть, состав и летучие вещества; топографию и физические контрасты. Однако эти механизмы остаются в основном теоретическими, и их непосредственная применимость или частота, с которой они встречаются в природе на самом деле не была проверена.
Как следствие, существует слабое определение иерархий (среди механизмов) и пороговых значений (внутри каждого механизма) для определения наиболее вероятных условий, контролирующих распространение. С этой целью теоретические и модельные исследования должны быть лучше увязаны с природными примерами, особенно из вымерших зон, где необходимо сравнить имеющиеся базы данных.
