Проведені натурні експерименти і розрахунки дозволили пояснити, чому пірокластичні потоки, що представляють із себе суміш гарячого вулканічного газу з величезною кількістю зваженого уламкового матеріалу, що утворився при виверженні, можуть з легкістю долати відстані в десятки кілометрів без відчутної втрати швидкості. Виявилося, що при певній швидкості в підставі цих потоків виникає розріджений повітряний шар, що працює як повітряна подушка. Результати опубліковані в журналі.
Виверження вулканів можуть супроводжуватися утворенням потужних пірокластичних потоків - суміші високотемпеолог них вулканічних газів, попелу і уламків порід. Пересуваючись зі швидкістю кілька сотень кілометрів на годину вниз по схилу, і далі на багато кілометрів по долинах, що оточують вулкан, такі потоки несуть тисячі, а іноді і мільйони тонн твердого вулканічного матеріалу, представляючи серйозну небезпеку для людей, тварин і рослин. Саме пірокластичний потік був основною причиною загибелі людей у Геркуланумі та Помпеях під час виверження Везувію 79 року.
Для того, щоб зрозуміти, як убезпечити від пірокластичних потоків людей, що проживають поблизу вулканів, важливо розібратися, що дозволяє потокам, що володіють досить високою щільністю, розвивати величезну швидкість і рухливість, легко долаючи перешкоди рельєфу. Прямі спостереження за рухом природних пірокластичних потоків практично неможливі, тому професор Герт Люб (Gert Lube) з Університету Мессі в Новій Зеландії і його колеги провели ряд експериментів з моделювання пірокластичних потоків, в ході яких їм вдалося з'ясувати, чому повітряний потік, що несе тверді вулканічні частинки і уламки, летить без відчутного зниження швидкості. Вони випускали великі обсяги (більше однієї тонни) гарячого вулканічного матеріалу на 35-метрову вимірювальну секцію і записували результати на високошвидкісне відео. Як матеріал були використані реальні відкладення пірокластичного потоку, що утворився при виверженні вулкана Таупо.
Під час експериментів з'ясувалося, що повітряною подушкою для в буквальному сенсі пірокластичного потоку є шар повітря, що утворюється при великих швидкостях у підставі потоку.
При великих швидкостях уламки подорожують в потоці у зваженому стані, оточені знизу і зверху шаром повітря. Наявність повітряного шару в підставі дозволяє потоку рухатися, практично не відчуваючи тертя. Більш того, піднімається при швидкому русі від основи потоку повітря як би розсуває тверді частинки в потоці, додаючи йому внутрішню «повітряність».
Після експериментів автори формалізували їх результати у вигляді цифрової моделі, в якій теоретично обґрунтовується формування розрідженого повітряного шару в підставі потоку високої щільності, що швидко рухається. Відповідно до результатів моделювання, критична швидкість, після якої починає формуватися повітряна подушка в підставі пірокластичного потоку, становить від двох до шести метрів на секунду залежно від висоти самого потоку. Автори припускають, що результати їх експерименту допоможуть більш точно оцінити небезпеки майбутніх стихійних лих, пов'язаних не тільки з утворенням пірокластичних потоків, але і з такими природними явищами як зсуви, снігові лавини і гравітаційні потоки.
Раніше ми писали про знахідку в Помпеях скелета чоловіка, який намагався втекти від виверження, але був зупинений пірокластичним потоком і загинув. Інші численні знахідки останків похованих під товщею попелу людей свідчать про те, що температура попелового потоку в Помпеях становила не менше 250 градусів Цельсія, а поширювався він на відстань до 10 кілометрів. До речі, зроблене нещодавно відкриття дозволило уточнити дату виверження Везувію, яке відбулося не 24 серпня 79 року, як вважали раніше, а 24 жовтня того ж року.