Российские ученые разгадали загадку супервулканов

 

Ведущие геологи и сейсмологи Сибири нашли точки соприкосновения, которые позволили исследователям построить более или менее целостную картину феномена супервулканизма.

 

Объем продуктов такого извержения достаточен, чтобы радикально повлиять на глобальный климат планеты, вызвав апокалиптические последствия. Например, вулканическую зиму (глобальное похолодание вследствие антипарникового эффекта, вызванного загрязнением атмосферы пеплом). Мощный взрыв, изменение состава воздуха, длительное понижение температуры могут оказаться губительными для всего живого, что подтверждается данными о предыдущих катастрофах. Насколько уязвима наша цивилизация по отношению к таким природным явлениям? Сможем ли мы научиться предсказывать их?

«Классически в литературе суперизвержение определяется как извержение с объемом выброшенных пород в твердом эквиваленте более 1000 км³. Можно также говорить о силе взрыва (хотя он имеет место не всегда), о том, насколько высоко он поднимает эти породы, как далеко распространяет их», — рассказывает заведующий лабораторией сейсмической томографии ИНГГ СО РАН, доктор геолого-минералогических наук Иван Кулаков, которого цитирует сайт «Наука в Сибири».

В течение последнего миллиона лет активность проявляли три супервулкана: Йеллоустоун (территория США, 640 000 лет назад), Таупо (Новая Зеландия, 26 000) и Тоба (Индонезия, 74 000, 500 000 и 840 000).

Таупо и Тоба располагаются над зонами субдукции, последний интересен тем, что там в течение одного миллиона лет произошло сразу несколько суперизвержений. Следы крупных кальдерообразующих катастроф находят и в других зонах субдукции, однако именно повторяемость их в одном месте делает кальдеру Тобы уникальной. Йелоустон же, активность которого связывается с наличием под ним мощной горячей струи в мантии плюма, представляет собой настоящую загадку для ученых, поскольку имеет кислый состав пород и взрывной характер извержений, характерный для зоны субдукции (которой под Йелоустоном нет). В прошлом году сибирские ученые нашли объяснение феномену этого вулкана.

Оказалось, что Йеллоустон расположен над континентальной корой с верхним слоем гранитного состава, плотность которого существенно ниже мантийных базальтов. Магма из мантийного плюма пройти через эту преграду не может и в течение примерно полумиллиона лет формирует огромный очаг, где накапливаются легкие фракции и флюиды (в том числе и вода). После достижения критической массы они проникают в верхнюю кору. В результате там образуется огромный очаг с очень вязкой магмой кислого состава, насыщенной горячей водой под большим давлением. Дегазация Н2O вызывает лавинообразный процесс, который в итоге приводит к колоссальному взрыву.

Когда исследователи изучили Тобу, оказалось, что там происходят похожие процессы. «С помощью сейсмической томографии мы создали трехмерную картину, которая, как мы считаем, прекрасно отражает многоуровневую магматическую систему этого супервулкана», — говорит Иван Кулаков.

На данной модели на глубине 30–50 км можно увидеть контрастную сейсмическую аномалию, которая, по мнению авторов, отражает наличие под корой огромного магматического очага объемом около 50 000 км³. Внутри коры выявлена другая аномалия, вероятно, показывающая положение промежуточного очага. Как полагают ученые, именно эти две аномалии являются главными резервуарами, которые ответственны за супервулканизм.

«Работа этого механизма абсолютно идентична что в Тобе, что в Йеллоустоуне. И здесь, и здесь есть печка — источник летучих. Отличие заключается лишь в том, что в первом случае она образуется за счет потока воды, выделяемой из погружающейся океанической литосферы, а во втором — за счет прохождения плюма. Верхние части у них похожи. Поэтому, хоть Йеллоустоун и Тоба по своей изначальной природе абсолютно разные, в результате оказывается, что у них много общего», — комментирует Кулаков.

По его словам, суперизвержение определяется случайным стечением геологических обстоятельств.

1
Читайте также