Крупное извержение вулкана может высвободить энергию, сравнимую или даже превышающую энергию полномасштабного испытания ядерного заряда. Тем не менее системы наблюдения зачастую дают лишь от нескольких минут до нескольких часов достоверного предупреждения. Это кажущееся противоречие связано с тем, как именно накапливается эта энергия и насколько слабо человек может «заглянуть» в глубинные породы, в которых она заключена.
В недрах вулкана тепловая энергия медленно накапливается по мере образования и подъема магмы. При этом в огромном подповерхностном резервуаре растут упругие напряжения и давление газов. Когда система трещин в породе достигает критического состояния, она разрушается практически мгновенно: запасенная потенциальная энергия превращается в взрывное движение, ударную волну и столбы пепла. Общий энергетический «бюджет» может превосходить мощность самых крупных ядерных зарядов, потому что магматическое тело занимает объемы, несоизмеримо большие с любым созданным человеком боезарядом, а сам процесс питается долгосрочным тепловым потоком из мантии, а не разовой искусственной реакцией.
Раннее предупреждение основано на фиксации тонких предвестников, прежде всего роев подземных толчков и деформации земной поверхности, которые отслеживаются сейсмологией и интерферометрической радиолокацией с искусственных спутников. Эти признаки указывают на движение магмы и рост давления, но не позволяют рассмотреть форму и структуру резервуара с «медицинской» четкостью. Шум от тектонических землетрясений, гидротермальной циркуляции и поверхностных процессов снижает отношение сигнал/шум, поэтому вероятностные прогнозы остаются очень размытыми почти до финальной стадии продвижения дайки или вскрытия жерла.
Этот разрыв между колоссальным выбросом энергии и коротким временем предупреждения отражает классическую картину роста энтропии и хрупкого разрушения: долгий и плавный набор напряжений заканчивается быстрым, нелинейным срывом. Мониторинговые сети пытаются сузить это окно за счет плотных сетей датчиков и алгоритмов обратного моделирования в реальном времени, но пробелы в размещении станций, ограниченные данные бурения и сложное поведение магмы не позволяют создать надежный «защитный ров» предсказуемости. Пока что самые мощные природные взрывы на планете фактически объявляют точное время своего начала лишь в самый последний момент.
