Ученые обнаружили глубокую систему "водопровода" под океаническими вулканами
Ученые из Кардиффского университета раскрыли истинные масштабы внутренней "водопроводной системы", которая управляет вулканической активностью по всему миру. Исследование показало, что крупные резервуары расплавленной породы, питающие вулканы, могут простираться на глубину более 16 км под поверхностью Земли.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, бросает вызов прежним представлениям о структуре океанических вулканов, согласно которым магматические очаги располагались на глубине до 6 км. Понимание природы взаимосвязанных магматических камер и резервуаров — ключевого двигателя динамики вулканических систем — является важным шагом к пониманию того, как вулканы снабжаются магмой и, в конечном счете, как они извергаются. Особое значение имеют срединно-океанические хребты, образующие самую протяженную вулканическую систему планеты длиной около 80 000 км, на которую приходится 75% земного вулканизма.
В своей работе команда проанализировала такие распространенные минералы, как оливин и плагиоклаз, которые сформировались в глубине вулканов и были впоследствии выброшены на хребте Гаккеля под Северным Ледовитым океаном. Эти минералы действуют как записывающие устройства, позволяющие измерить изменения физико-химических условий среды, в которой они росли. Ключевым моментом стало определение процессов и глубин, на которых началась кристаллизация этих минералов в магматических резервуарах.
«Чтобы рассчитать глубину магматических резервуаров, мы использовали расплавные включения — небольшие карманы магмы, захваченные растущими кристаллами на разных глубинах магматической системы, — пояснила ведущий автор исследования, аспирантка Эмма Беннетт. — Эти включения содержат растворенные CO2 и H2O. Поскольку расплав не может удерживать столько же CO2 при низком давлении, сколько при высоком, измеряя количество CO2 во включениях, мы можем определить давление, при котором произошел захват, и, в свою очередь, рассчитать глубину кристаллизации».
Результаты показали, что магматические системы на срединно-океанических хребтах уходят на гораздо большую глубину, чем считалось ранее. Океаническая кора обычно имеет толщину около 6 км, и ранее предполагалось, что магматические камеры расположены именно в ней. Однако новые данные свидетельствуют, что система "водопровода" простирается как минимум до глубины 16 км, что означает, что магматические очаги, питавшие вулканы хребта Гаккеля, находятся гораздо глубже, в мантии.