Греческий вулкан, спавший 100 000 лет, никогда по-настоящему не успокаивался

Фото из открытых источников

Вулкан может оставаться в спящем состоянии более 100 000 лет не потому, что он умирает, а потому, что богатая водой магма заперта в земной коре, незаметно пополняя свой резервуар. Изучая кристаллы циркона из вулкана Метана, ученые показывают, как, казалось бы, потухшие вулканы могут пробудиться практически без предупреждения.

Более 100 000 лет греческий вулкан Метана казался спящим. Ни лавы, ни взрывов, ни облаков пепла. Он выглядел потухшим — как и многие другие вулканы сегодня. Международная исследовательская группа под руководством ETH Zurich реконструировала подробную долгосрочную историю вулкана Метана. Их вывод поразителен: хотя Метана казалась безмолвной на поверхности, огромные объемы магмы неуклонно накапливались глубоко в ее магматических камерах.

Чтобы раскрыть скрытую активность вулкана, исследователи сосредоточились на мельчайших минералах, называемых цирконом. Эти кристаллы образуются внутри магматических резервуаров в земной коре по мере охлаждения магмы и действуют как природные капсулы времени, сохраняя информацию о том, когда и при каких условиях они образовались.

«Мы можем рассматривать кристаллы циркона как крошечные бортовые самописцы. Датировав более 1250 из них за 700 000 лет вулканической истории, мы реконструировали внутреннюю жизнь вулкана с точностью и статистической мощностью, которые были просто невозможны еще десять лет назад», — объясняет соавтор исследования профессор Оливье Бахманн из Цюрихского технологического института. «Мы узнали, что вулканы могут «дышать» под землей на протяжении тысячелетий, никогда не выходя на поверхность».

Результаты исследования показывают, что магма под Метаной образовывалась практически непрерывно. Помимо активных фаз с вулканическими извержениями, был также один исключительно длительный период затишья, длившийся более 100 000 лет, в течение которого извержений не происходило вообще. Что особенно важно, это совпало с геологическим периодом, когда рост циркона достиг своего пика, что является явным свидетельством интенсивной магматической активности.

Исследователи сообщают, что магма, питающая верхнюю часть земной коры вулкана Метана, была очень богата водой — гораздо больше, чем они ожидали, особенно в периоды покоя. Мантия под Метаной сильно подвержена влиянию материалов, переносимых субдуцирующей тектонической плитой, включая осадки океанического дна и значительные количества воды. Этот процесс «увлажняет» мантию и делает производство магмы особенно эффективным. По мере подъема магмы через кору она становится водонасыщенной и образует пузырьки. Водонасыщение запускает кристаллизацию, которая утолщает магму и снижает ее подвижность. Используя физические и термодинамические модели, исследователи показывают, что такая магма фактически замедляет себя во время подъема. Парадоксально, но больший приток магмы на глубине может привести к меньшему количеству извержений, поскольку магма слишком богата водой и слишком кристаллизована, чтобы достичь поверхности.

«Мы действительно считаем, что многие вулканы в зонах субдукции могут периодически подпитываться особенно влажной примитивной магмой, что научное сообщество еще не до конца осознало. Эти так называемые «сверхводные» расплавы могут быть гораздо более распространены в вулканах, связанных с субдукцией, по всему миру». Соавтор исследования Разван-Габриэль Попа из ETH Zurich, поясняет: «Метана — отличный пример, где мы четко увидели этот эффект, но влияние наших выводов может быть обобщенным и широко распространенным».

Самый важный и тревожный вывод исследования ясен: длительный период вулканического молчания не означает, что вулкан потух. Напротив, это может сигнализировать о накоплении крупной и потенциально более опасной магматической системы. Это имеет серьезные последствия для оценки вулканических рисков. Вулканы, которые не извергались десятки тысяч лет, часто объявляются потухшими и практически не подвергаются мониторингу. Исследование Метаны показывает, насколько рискованным может быть такое предположение, поскольку вулкан может оставаться спокойным на протяжении тысячелетий, незаметно накапливая энергию для будущего пробуждения.

«Для органов, занимающихся оценкой вулканической опасности, например, в Греции, Италии, Индонезии, на Филиппинах, в Южной и Северной Америке, Японии и т. д., это означает переоценку уровня угрозы со стороны вулканов, которые оставались спокойными в течение десятков тысяч лет, но периодически демонстрируют признаки магматической активности», — говорит Бахманн.

Современные инструменты мониторинга, такие как измерения землетрясений, деформации земной поверхности и выбросов газов, а также получение изображений подземных слоев с высоким разрешением с помощью геофизических методов, могут помочь обнаружить эти скрытые процессы до того, как они обострятся.