Супервулканы — потенциальные источники страшнейших природных катастроф, способных уничтожить все живое на нашей планете. Поэтому изучение их жизненного цикла, периодичности и причин возникновения суперизвержений, а также возможности предсказать такое извержение, является жизненно важной для миллионов людей задачей. И сегодня мы как раз и расскажем об исследованиях систем супервулканов.
Авторы статьи, опубликованной в октябре 2018 года в журнале Science Advanced, заинтересовались каковы механизмы образования гигантских магматических камер и сколько времени требуется для их созревания до стадии извержения. Для изучения они выбрали вулканическую зону Таупо (Taupo Volcanic Zone — TVZ) в Новой Зеландии, которая в период между 340 и 240 тысячами лет назад пережила 6 фаз извержения. Интересно, что все фазы отличаются по составу образовавшихся пород и условиям их образования. Суперизвержением было только самое первое из них — фаза Whakamaru.
На основе разработанной ранее для риолитовых лав геобарометрической системы «rhyolite-MELTS» рассчитывалось давление, при котором кристаллизовались основные минералы риолитов кварц и полевые шпаты. По составу элементов-примесей в вулканическом стекле определялось лавы каких фаз могут иметь общий источник. Затем, изучив зональность кристаллов кварца и распределение в них примесей титана, ученые оценили скорость роста кристаллов в расплаве, а, стало быть, и сроки нахождения магмы в верхнекоровом очаге до излияния ее на поверхность. И, наконец, на основе полученных данных строились модели фазовых равновесий для каждой фазы извержения.
Источник: http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaap7567
Выяснилось, что магматические очаги первых фаз Whakamaru и Matahina были неглубокими (около 5 км) и имели достаточно стабильные условия. Остальные фазы извержения характеризуются образованием нового магматического очага, который изначально для фазы Chimpanzee находился глубже очага первых фаз, но с каждым новым эпизодом все ближе поднимался к поверхности. Авторы исследования предполагают, что после извержений Whakamaru и Matahina теплопередача между корой и поверхностью оставалась высокой, что в совокупности с тектоническим движениями, и могло обусловить не только постепенное приближение магматического очага к поверхности, но и более частые и не такие обильные извержения.
Другая международная группа ученых из Италии, Швейцарии и Великобритании изучала Европейский супервулкан, находящиеся около Неаполя — Флегрейские поля. Их интересовали изменение параметров вулканической системы во времени, стадии формирования кальдеры супервулкана, состояние вулканической системы в настоящее время и вероятность суперизвержения в ближайшее время. Для густонаселенного региона, где проживает около 1,5 миллионов человек, эта тема весьма актуальная. Результатами своих исследований ученые также поделились в журнале Science Advanced.
Известно, что катастрофические извержения происходили на Флегрейских полях 39 и 15 тысяч лет назад. Последнее извержение произошло по геологическим меркам совсем недавно: в 1583 году не самое сильное извержение создано гору Монте-Нуово высотой около 130 метров. При этом нельзя сказать, что вулкан успокоился: в регионе действуют фумаролы и часто отмечается несильная сейсмическая активность. Эти факторы заставляют ученых постоянно держать «руку на пульсе» Флегрейских полей и пытаться отыскать признаки свежей вулканической активности, о чем мы уже неоднократно писали.
Источник: http://advances.sciencemag.org/content/4/11/eaat9401
Интересно, что для адаптации конечной модели к местным условиям исследователи использовали ту же самую систему моделирования «rhyolite-MELTS», заложив в качестве исходного материала полученные петрологические, стратиграфические и геохронологические данные. Авторами статьи удалось определить начальные и граничные условия, проверить чувствительность результатов и неопределенность параметров. По их мнению, к извержению приводит сочетание следующих факторов: насыщение магмы водой и начало выделения флюидов с одной стороны, и нарастание кристаллизации с другой.
Что же происходит сейчас? После извержения Монте-Нуово кальдера вошла в новую фазу покоя. Тем не менее, начиная с середины прошлого века было зарегистрировано 3 основных периода легкой активности, выразившихся в слабой сейсмичности и повышении гидротермальной активности. Вероятно, возникновение водонасыщенных условий в верхнем (на глубине около 3 км) резервуаре способствует накоплению в нем магмы, которая когда-нибудь приведет к очередному объемному извержению. Точную дату события специалисты пока предсказать не в силах.
Остается надеяться, что вулканическая система Флегрейских полей последует примеру вулканической зоны Таупо и разрядит накопившееся напряжение в серии несильных извержений.
Информационная служба ВСЕГЕИ
Источники: http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaap7567,
https://elementy.ru/novosti_nauki/433354/Stupenchataya_evolyutsiya_magmaticheskikh_ochagov_mozhet_pr...,
http://advances.sciencemag.org/content/4/11/eaat9401,
https://phys.org/news/2018-11-samples-campi-flegrei-re-entering-phase.html
