Один из самых мощных вулканов на Земле спокойно пополняется магмой

Фото из открытых источников

Примерно 7300 лет назад вулкан у берегов японского острова Кюсю произвел то, что до сих пор остается крупнейшим известным извержением голоцена, нашей нынешней геологической эпохи.

В новом исследовании ученые показали, как огромная магматическая камера этого вулкана постепенно пополняется, что потенциально может пролить свет на циклы извержений этого и подобных ему вулканов, и тем самым поддержать усилия человечества по более раннему и точному прогнозированию будущих извержений. Результаты исследования были опубликованы в журнале Communications Earth & Environment.

Вулкан Кикайская кальдера во время своего извержения Акахоя 7300 лет назад выбросил около 160 кубических километров (38 кубических миль) плотных горных пород , что более чем в 11 раз превышает объем, выброшенный Новаруптой в 1912 году, и в 32 раза — Пинатубо в 1991 году.

Мощный взрыв разбросал обломки на площади 4500 квадратных километров и вызвал пирокластические потоки на расстоянии до 150 км от эпицентра. Тефра выпала на обширные территории Японии и Корейского полуострова.

С тех пор вулкан не совершал ничего столь же драматичного, но он по-прежнему активен, в последние десятилетия вызывая лишь отдельные незначительные извержения.

Предыдущие исследования выявили признаки новой вулканической активности под кальдерой Кикай, указывающие на образование лавового купола и вызывающие опасения по поводу возможности повторного извержения.

Несмотря на скудные свидетельства и отсутствие письменных источников, считается, что извержение вулкана Акахоя опустошило народ дзёмон, населявший территорию современной Японии примерно с 14 000 по 300 год до нашей эры.

За последние семь тысячелетий многое изменилось, и, учитывая нынешнюю плотность населения региона, еще одно извержение – даже относительно незначительное – может иметь гораздо более разрушительные последствия.

Помимо Кикаи, к известным кальдерам (гигантским неглубоким кратерам, оставшимся после извержения) относятся Йеллоустонский вулкан в Северной Америке, где последнее извержение, приведшее к образованию кальдеры, произошло около 640 000 лет назад, и индонезийский Тоба, где около 74 000 лет назад произошло крупнейшее вулканическое извержение в зарегистрированной истории.

Известно, что эти мощные вулканы пробуждаются и извергаются после длительных перерывов, хотя механизмы этих долгосрочных циклов остаются в значительной степени загадочными, что затрудняет прогнозирование их следующего катастрофического извержения.

«Чтобы понять, как происходят гигантские извержения кальдер, мы должны понять, как могут накапливаться такие огромные объемы магмы», — говорит соавтор исследования Сеама Нобукадзу из Университета Кобе в Японии.

Кальдера Кикай в настоящее время в основном погружена под воду, что ограничивает доступ к ней, но также сохраняет остатки прошлых извержений и способствует современным исследованиям этих явлений.

«Подводное расположение позволяет нам проводить систематические крупномасштабные исследования», — говорит Сеама.

Сеама и его коллеги из Университета Кобе и Японского агентства морских и земных наук и технологий направили исследовательские суда для изучения района, используя систему пневматических пушек и несколько десятков донных сейсмометров.

Исследователи генерировали сейсмические импульсы с помощью пневматических пушек, а затем использовали сейсмометры для измерения распространения этих импульсов в земной коре, получив ценную информацию о том, что находится под ней.

Это позволило обнаружить большую магматическую камеру, которая, по всей видимости, снабжала магмой Акахою.

«Судя по масштабу и местоположению, очевидно, что это тот же самый магматический резервуар, что и во время предыдущего извержения», — говорит Сеама.

Однако магма внутри, по всей видимости, не является остатками; химический анализ показывает, что её состав отличается от материала Акахойи. Предыдущие исследования также указывают на то, что в кальдере в течение последних 3900 лет формировался новый лавовый купол.

«Это означает, что магма, которая сейчас находится в магматическом резервуаре под лавовым куполом, скорее всего, является недавно завезенной магмой», — говорит Сеама.

На основе полученных данных исследователи предлагают новую общую модель пополнения магматических камер под гигантскими кальдерами, что позволяет получить представление о Кикаи и других вулканах по всему миру.

«Эта модель повторного впрыскивания магмы согласуется с существованием крупных неглубоких магматических резервуаров под другими гигантскими кальдерами, такими как Йеллоустон и Тоба», — говорит Сеама.

«Мы хотим усовершенствовать методы, которые оказались столь полезными в этом исследовании, чтобы глубже понять процессы повторного впрыскивания», — добавляет Сеама. «Наша конечная цель — лучше отслеживать важнейшие показатели будущих гигантских извержений».