Спутники выявили плавление пород под вулканической зоной глубоко в мантии Земли

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, продемонстрировало, как данные спутниковых измерений движений земной поверхности позволяют наблюдать процесс плавления пород глубоко под центральной частью Северного острова Новой Зеландии — одной из самых активных вулканических зон мира. Учёные использовали данные GPS-датчиков сети GeoNet за два десятилетия, чтобы отследить миллиметровые смещения.

Анализ показал, что, несмотря на общее расширение Таупо-Вулканической Зоны (TVZ) со скоростью 6–15 мм в год, её центральный участок длиной около 70 км за последние 15 лет неожиданно сжимается и опускается. Эта зона окружена областями, которые, напротив, расширяются и приподнимаются. Такая картина объясняется моделью изгиба упругой земной коры под действием вертикальной силы, источник которой находится на глубине около 20 км в мантии.

Эта сила возникает в результате мантийного апвеллинга — подъёма вещества мантии в зоне рифтогенеза (расхождения тектонических плит). При подъёме давление в породах падает, что и вызывает их плавление. Вязкость мантийного потока сильно зависит от количества расплава: при его малом содержании породы более «липкие» и сильнее тянут кору вниз, а после плавления становятся «текучими», позволяя коре подняться. Таким образом, GPS-измерения позволяют дистанционно оценивать, где, как долго и в каком объёме происходит плавление мантии, которое в итоге питает вулканы на поверхности.

Исследование открывает новую эру в мониторинге глубинных процессов. Кратковременные (по геологическим меркам) изменения, зафиксированные за последние 20 лет, могут указывать на сдвиг в количестве расплава в мантии, что потенциально может предвещать изменение вулканической активности в будущем.