'Кристаллические часы' использовали для определения времени хранения магмы перед извержениями вулканов

Расплавленная порода, питающая вулканы, может храниться в земной коре до тысячи лет. Это открытие может помочь в управлении вулканическими рисками и улучшить прогнозирование извержений. Исследователи из Кембриджского университета использовали вулканические минералы, известные как «кристаллические часы», чтобы рассчитать, как долго магма может находиться в самых глубоких частях вулканических систем. Это первая оценка времени хранения магмы вблизи границы земной коры и мантии, называемой границей Мохо. Результаты опубликованы в журнале Science.

Определение времени хранения магмы в земной коре помогает улучшить модели процессов, запускающих извержения. Скорость подъема и хранения магмы тесно связана с переносом тепла и химических веществ в коре вулканических регионов, что важно для геотермальной энергетики и выбросов вулканических газов в атмосферу.

Исследователи изучили извержение Боргархраун вулкана Тейстарейкир на севере Исландии, которое произошло примерно 10 000 лет назад и питалось напрямую из области Мохо. Используя метод «кристаллических часов» на минерале шпинель, они смоделировали изменение состава кристаллов с течением времени, анализируя скорости диффузии алюминия и хрома. «Если мы знаем, как быстро они диффундируют, мы можем выяснить, как долго минералы хранились в магме», — пояснил соавтор работы доктор Джон Макленнан. Комбинируя метод конечных элементов и байесовскую выборку, ученые получили оценки времени хранения.

«Теперь у нас есть действительно хорошие оценки с точки зрения глубины, откуда поступает магма. Никто раньше не получал такую информацию о временных масштабах из глубокой коры», — отметил первый автор статьи доктор Юан Матч. Расчёты также показали, что передача магмы к поверхности больше похожа на «водопроводную систему» с множеством небольших «ответвлений», чем на классическую модель с большой магматической камерой.