Исследование показывает, почему существует «золотая середина» глубины для подземных магматических очагов
Новое исследование объясняет, почему магматические очаги, питающие повторяющиеся и часто взрывные извержения вулканов, как правило, располагаются в очень узком диапазоне глубин в земной коре. Результаты, опубликованные в журнале Nature Geoscience, могут помочь ученым лучше понять вулканические процессы по всему миру.
Используя компьютерные модели, воспроизводящие физику эволюции магматических очагов, исследователи выяснили, что два фактора — способность водяного пара выделяться из магмы и способность коры расширяться под давлением растущей камеры — являются ключевыми, ограничивающими глубину их залегания. Как правило, эти очаги находятся на глубине от 6 до 10 километров.
«Мы знаем из наблюдений, что, похоже, существует "золотая середина" по глубине для магматических очагов, которые извергаются повторно, — говорит ведущий автор исследования, геолог Кристиан Хубер. — Почему эта зона существует, долгое время оставалось открытым вопросом, и это первое исследование, объясняющее процессы, которые её контролируют».
Модели показали, что при давлениях менее 1.5 килобар (соответствует 6 км) вода в магме легко образует пузыри, что приводит к взрывным извержениям, которые опустошают очаг быстрее, чем он может пополниться. При давлениях более 2.5 килобар (10 км) окружающие породы становятся пластичными, позволяя очагу расти без извержений, пока он не остынет и не затвердеет. «В диапазоне от 1.5 до 2.5 килобар системы счастливы. Они могут извергаться, пополняться и продолжать существовать», — пояснил Хубер.
По словам ученого, выводы важны для понимания глобального баланса магмы, который влияет на климат через выбросы CO₂ и других газов в атмосферу.