Как могут извергаться разрушительные супервулканы Земли

Разрушительные супервулканы могут извергаться просто из-за изменений, происходящих в их гигантских магматических камерах по мере их медленного остывания, согласно новому исследованию. Это открытие впервые позволило исследователям объяснить механизм, стоящий за извержениями крупнейших вулканов на Земле.

Геологи идентифицировали корни ряда древних и потенциальных будущих супервулканов по всему земному шару. Ни один супервулкан еще не взрывался в истории человечества, но геологическая летопись демонстрирует, насколько разрушительным было бы любое такое извержение для современной цивилизации. Пожалуй, самым известным является супервулкан Йеллоустоун в Вайоминге, который извергался трижды за последние два миллиона лет (последнее извержение произошло 600 000 лет назад). Подобное супер-извержение, по оценкам, привело бы к глобальному падению температуры на 10˚C более чем на десятилетие.

Несмотря на их потенциальную угрозу, сравнимую с ударом крупного астероида, механизмы и причины супер-извержений оставались неясными. Две статьи, недавно опубликованные в журнале Nature Geoscience, пытаются решить эту загадку.

Используя эксперименты и компьютерное моделирование, ученые обнаружили, что движет супер-извержением. Со временем подземная магма становится все более плавучей. В конечном итоге она становится похожей на пляжный мяч, удерживаемый под водой — когда его отпускают, он выстреливает в воздух, выталкиваемый плотной водой вокруг.

В первой статье команда под руководством Вима Малфейта и Кармен Санчес-Валье из ETH Zurich использовала синхротрон для измерения плотности, температуры и давления расплавленной породы в условиях, имитирующих магматическую камеру на глубине нескольких километров. Результаты показывают, что по мере остывания магматической камеры и кристаллизации более плотных минералов, оставшаяся расплавленная порода становится все менее плотной. Если ее достаточно, магма в конечном итоге становится достаточно легкой, чтобы пробить путь через более чем 10 км вышележащей земной коры.

Соавтор Кармен Санчес-Валье сказала: "Наше исследование показало, что давление действительно достаточно велико, чтобы земная кора разрушилась. Поднимаясь к поверхности, магма будет бурно расширяться, что является хорошо известной причиной вулканического взрыва".

Вторая статья Луки Карикки и коллег из Бристольского университета описывает компьютерное моделирование тех же процессов, подтверждая, что плавучесть расплава в созревающих магматических камерах также является ключом к этим огромным событиям.

Результаты указывают на то, что супервулканам просто требуется устойчивое накопление расплавленной породы, которая остается достаточно горячей, чтобы не затвердеть полностью — тогда массивное извержение становится лишь вопросом времени. Таким образом, извержение массивных супервулканов, по-видимому, является неизбежной частью их "жизненного цикла".