«Потухшие» вулканы могут незаметно накапливать магму для будущих извержений

Фото из открытых источников

«Потухшие» вулканы, которые не извергались десятки тысяч лет, на самом деле могут быть не просто неактивными, а незаметно накапливать огромные запасы магмы для подпитки будущих извержений. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Это тревожное открытие поступило от группы вулканологов из Швейцарского федерального технологического института (ETH Zurich), которые составили карту геологической истории вулкана Метана, расположенного недалеко от Афин (Греция), за период в 700 000 лет.

Они обнаружили «цветение» крошечных кристаллов циркона, совпавшее с самым длительным периодом покоя Метаны, который продолжался более 100 000 лет, что указывает на то, что огромные объемы магмы все еще продолжали формироваться.

Такая обманчиво длительная, ложная спячка проблематична, поскольку прогнозы вулканической опасности основаны на предположении, что некоторые вулканы могут потухнуть примерно через 10 000 лет бездействия.

Чтобы переоценить взаимосвязь между извержениями и накоплением магмы, исследователи проанализировали образцы горных пород из 31 точки на вулкане, все из которых связаны с древними извержениями Метаны – историей чередования периодов повышения и понижения температуры, насчитывающей более полумиллиона лет.

«Мы выяснили, что вулканы могут «дышать» под землей на протяжении тысячелетий, никогда не выходя на поверхность», — говорит соавтор исследования Оливье Бахманн, вулканолог из Цюрихского технологического института.

Метана — это самая западная часть Южно-Эгейской вулканической дуги, региона вулканических очагов, образованных в результате тектоники плит и пересекающего греческие острова. Эта дуга также включает в себя вулкан Тера, который, как считается, опустошил минойскую цивилизацию на Санторини около 3600 лет назад.

Эта работа дополняет доказательства того, что затишье может оказаться смертельно опасным — идея, которая трагически подтвердилась во многих человеческих поселениях, разрушенных пеплом, лавой и токсичными газами, выделяемыми спящими, но опасными вулканами.

Сама по себе все еще активная Метана за последние сотни тысяч лет произвела более 31 извержения, включая три взрывных. Хотя ее хронология плохо изучена, самое молодое извержение было зафиксировано около 2250 лет назад и описано греческим историком Страбоном.

Чтобы углубиться в геологическое прошлое, исследователи проанализировали кристаллы из образцов горных пород Метаны и рассчитали их возраст, используя скорости радиоактивного распада таких элементов, как уран.

Крошечные кристаллы циркона особенно информативны. Цирконы образуются в магматических средах и действуют как природные капсулы времени, раскрывая, когда и где они родились, и сохраняя историю Земли на протяжении более чем 4 миллиардов лет.

«Классификации кристаллов циркона можно рассматривать как крошечные бортовые самописцы», — говорит Бахманн. «Благодаря датировке более 1250 из них, охватывающих 700 000 лет вулканической истории, мы реконструировали внутреннюю жизнь вулкана с точностью и статистической мощностью, которые были просто невозможны еще десять лет назад».

Реконструкция показала, что дремлющие вулканы, возможно, на самом деле тихо проснулись. Фактически, пик образования циркона в Метане пришелся на исключительно длительный период затишья, продолжавшийся примерно от 280 000 до 170 000 лет назад.

Любопытно, что этот пик – убедительный признак образования магмы, создающей идеальные условия для формирования циркона – возник, несмотря на отсутствие каких-либо признаков вулканической жизни на поверхности.

Этот парадокс обусловлен геологическими силами, сформировавшими корни Метаны. Под вулканом одна тектоническая плита скользит под другую в процессе формирования рельефа Земли, называемом субдукцией.

Подобно конвейерной ленте, скользящая плита переносит значительные объемы донных отложений и воды в недра Земли. Эта вода увлажняет мантию, значительно ускоряя образование магмы.

Однако насыщение водой также запускает кристаллизацию внутри магмы, делая ее более плотной и неподвижной. Моделирование, проведенное командой, показало, что эта загустевшая магма замедляет свое движение по мере подъема, а это означает, что эти бурлящие потоки магмы задерживаются на меньших глубинах и приводят к меньшему количеству извержений.

«Мы действительно считаем, что многие вулканы в зонах субдукции могут периодически подпитываться особенно влажной примитивной магмой, что научное сообщество еще не в полной мере признало», — объясняет соавтор исследования Рэзван-Габриэль Попа, вулканолог из ETH Zurich. «Метана — отличный пример, где мы отчетливо увидели этот эффект, но влияние наших выводов может быть обобщенным и широко распространенным».

В результате, данная работа предоставляет новые доказательства того, что длительный период покоя может не свидетельствовать о безопасности, что может побудить органы, ответственные за охрану чрезвычайных ситуаций, пересмотреть классификацию вулканов, отнесенных к категории «потухших».

Исследователи предполагают, что, отслеживая выбросы газов, деформацию земной поверхности, вулкано-тектонические землетрясения и гравитационные аномалии, глобальные органы, занимающиеся предотвращением стихийных бедствий, смогут определить, какие из давно спящих вулканов тихо пробуждаются.

«Это подчеркивает важность мониторинга спящих вулканов, даже в отсутствие недавних извержений», — заключают авторы исследования.