Ученые выяснили, что представляет собой самый загадочный вулкан в мире

Фото из открытых источников

Вулкану Этна более полумиллиона лет, но этот огромный стратовулкан на Сицилии до сих пор полон энергии. Этот гигант высотой 3400 метров является самым активным вулканом в Европе, часто производя несколько извержений в год.

На самом деле, Этна удивительно быстро извергается. Она известна тем, что, в отличие от большинства стратовулканов, извергает щелочную лаву, причем делает это гораздо чаще, чем можно было бы предположить, исходя из времени, необходимого для образования богатой летучими веществами щелочной лавы.

Это делает Этну загадкой. Несмотря на долгую историю её существования, а также обширные исследования и мониторинг в современную эпоху, ни один известный геологический процесс не может полностью объяснить, как образовался вулкан или откуда он получает всю щелочную магму для своих частых извержений.

Однако новое исследование дает некоторые подсказки. По-видимому, Этна питается редким магматическим механизмом, неизвестным до недавнего времени, обычно связанным с небольшими подводными вулканами, а не с огромными стратовулканами, подобными Этне. Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Solid Earth.

Полученные результаты показывают, что Этна сформировалась и функционирует иначе, чем большинство других вулканов, предполагают исследователи, и что она «может быть уникальным местом на Земле» из-за необычного способа высвобождения магмы, захваченной в зоне низкой скорости распространения сейсмических волн , и выброса её на поверхность.

Эти данные имеют большое значение для вулканологии в целом и особенно для оценки конкретных опасностей, связанных с Этной. Вулкан опасно возвышается вблизи городов Катания и Мессина на востоке Сицилии, в каждом из которых проживает сотни тысяч человек.

Вулканы образуются, когда материал мантии плавится, превращаясь в магму, которая поднимается вверх, проникая сквозь земную кору, пока не достигнет поверхности и не затвердеет. Обычно это происходит одним из трех способов.

Когда две тектонические плиты расходятся, мантийный материал поднимается и плавится, высвобождая лаву на границе плит, которая затвердевает, образуя новую океаническую кору.

В качестве альтернативного варианта, когда одна тектоническая плита скользит под другую в зоне субдукции, субдуцирующая плита переносит воду в мантию и понижает ее температуру плавления, подпитывая потенциально мощные извержения.

Или, наконец, внутри тектонических плит может образоваться горячая точка из перегретого мантийного материала, которая поднимается на поверхность, часто приводя к образованию щитовых вулканов, подобных тем, которые создали Гавайи.

Большинство вулканов Земли относятся к одной из этих категорий, но не Этна.

Это стратовулкан, расположенный над зоной субдукции, однако химический состав его лавы напоминает состав лавы горячих точек – несмотря на отсутствие каких-либо известных горячих точек поблизости.

В надежде выяснить причину, авторы собрали образцы с Этны, чтобы помочь им реконструировать химический состав ее лавы за последние 500 000 лет.

Лава Этны демонстрировала удивительно стабильный состав на протяжении всей своей истории, даже в условиях тектонических изменений, которые вполне могли повлиять на местные вулканы.

Это говорит о том, что Этна не похожа на традиционные вулканы, извержения которых, как правило, происходят из недавно образовавшейся магмы.

Вместо этого, похоже, Этна получает медленный приток существующей магмы, которая оказалась запертой между верхней мантией и основанием тектонических плит на глубине около 80 километров ниже поверхности.

Образование щелочной лавы зависит от низкой степени частичного плавления мантии, необходимого для сохранения щелочных элементов, но это означает, что большие объемы не могут образоваться быстро. Однако Этна извергает щелочную лаву благодаря своему уникальному источнику магмы.

По мере того как Африканская плита погружается под Евразийскую плиту, щелочная магма из некоторых из этих верхнемантийных карманов, по-видимому, поднимается через трещины в земной коре, подобно воде, выжимаемой из губки.

Таким образом, Этна может быть вулканом типа «маленькое пятнышко», категория, впервые выявленная в 2006 году и характеризующаяся магмой, поступающей из карманов в верхней мантии.

Тем не менее, это все еще необычно, поскольку небольшие вулканы, как правило, имеют миниатюрные размеры, а не такие огромные, как Этна.

«Наше исследование предполагает, что Этна могла образоваться в результате механизма, аналогичного тому, который порождает подводные вулканы типа «маленьких пятен», — говорит ведущий автор исследования Себастьян Пиле из Лозаннского университета. «Это неожиданно, поскольку подобные процессы ранее наблюдались только в очень небольших вулканических структурах, обычно поднимающихся не более чем на несколько сотен метров».