Обнаружены разломы, сразу стимулирующие и замедляющие вулканическую активность

Фото из открытых источников

Исследователи обнаружили, как крупные геологические разломы могут одновременно направлять магму к поверхности и предотвращать вулканические извержения, что дает новое понимание того, как начинаются извержения и почему некоторые из них никогда не происходят.

Результаты, опубликованные в журнале Nature Communications, получены в ходе международного исследования, посвященного значительному эпизоду вулканической активности на острове Сан-Жорже на Азорских островах в марте 2022 года.

Объединив подробные данные о землетрясениях, полученные с помощью наземных и донных приборов, со спутниковыми измерениями движения земной поверхности, ученые смогли с беспрецедентной точностью реконструировать движение магмы вглубь острова.

Команда обнаружила, что вертикальный слой магмы, известный как дайка, поднялся вверх с глубины более 20 километров, прежде чем остановиться всего в 1,6 километрах ниже поверхности.

Удивительно, но большая часть этого восходящего движения произошла с минимальным сейсмическим предупреждением. Вместо этого сейсмическая активность усилилась только после того, как подъем магмы замедлился, что создает проблемы для прогнозирования извержений.

Спутниковые данные также показали, что поверхность острова поднялась примерно на шесть сантиметров во время события, подтверждая проникновение магмы в верхнюю часть земной коры. Однако, поскольку интрузия не достигла поверхности, извержения не произошло — явление, которое ученые описывают как «неудачное извержение». Такие интрузии способствуют росту островов, и беспрецедентно четкие карты землетрясений, полученные в этом исследовании, показывают, как это происходит.

Магма поднималась через одну из главных систем разломов острова — зону разлома Пику-ду-Карвау. Изучая геологические следы, оставленные древними землетрясениями, ученые ранее обнаружили, что эта система разломов в прошлом вызывала крупные землетрясения. Вместо одного крупного землетрясения, как это наблюдалось в прошлом, интрузия магмы породила множество небольших землетрясений, распределенных вдоль разлома.

Команда под руководством доктора Стивена Хикса из Университетского колледжа наук о Земле (UCL) пришла к выводу, что разлом действовал как канал и как механизм высвобождения. Разлом обеспечивал путь для подъема магмы, но также позволял газу и жидкостям выходить вбок, снижая давление внутри магмы и в конечном итоге останавливая ее продвижение.

«Разлом действовал одновременно как магистраль и как утечка. Он способствовал подъему магмы, но, возможно, также предотвратил извержение», - пояснил соавтор исследования Пабло Дж. Гонсалес из Испанского национального исследовательского совета (IPNA-CSIC).

Нил Мичелл из Манчестерского университета поддержал исследование, показав, что значительные движения магмы могут происходить быстро и с ограниченными признаками раннего предупреждения, подчеркнув важность интеграции нескольких методов мониторинга для более точной оценки вулканического риска.

Благодаря объединению геофизических данных, полученных на суше и на шельфе, исследователи смогли добиться высокоточной регистрации и картирования сейсмической активности и деформации земной поверхности, что предоставило ценную информацию для оценки локальных опасностей.