Исследование объясняет связь между двумя вулканами Гавайев

Новое исследование под руководством Университета Райса показывает, что глубокая связь на глубине около 50 миль (80 км) может объяснить загадочное поведение двух самых известных вулканов Земли — Мауна-Лоа и Килауэа на Гавайях. Это первое исследование, смоделировавшее взаимодействие парных вулканов. Оно объясняет, как связь в верхней мантии Земли может объяснить конкуренцию Килауэа и Мауна-Лоа за один и тот же глубокий источник магмы и их одновременное «вздутие» (инфляцию) на протяжении последнего десятилетия.

Исследование, опубликованное в ноябрьском номере журнала Nature Geoscience, впервые предлагает правдоподобную модель, объясняющую как противоположные долгосрочные модели извержений (когда один вулкан активен, другой спокоен), так и эпизод 2003–2007 годов, когда данные GPS показали значительное вздутие обоих вулканов из-за давления поднимающейся магмы. Работа проведена учёными из Университета Райса, Гавайского университета, Геологической службы США (USGS) и Института Карнеги в Вашингтоне.

По словам ведущего автора Хельге Гоннерманна, оба вулкана питаются от одного и того же горячего пятна, а наблюдаемая одновременная инфляция — следствие увеличения давления в магматическом источнике. При этом химический состав лавы различается, что указывает на отдельные магмопроводящие системы, берущие магму из разных частей этого глубокого источника. Данные GPS показывают инфляцию сначала на Килауэа, а примерно полгода спустя — на Мауна-Лоа. Гипотеза учёных заключается в том, что давление медленно передаётся через частично расплавленный и пористый слой астеносферы, что объясняет одновременную инфляцию и временной лаг. Поскольку изменения порового давления передаются между вулканами быстрее, чем скорость потока магмы, это также объясняет их динамическую связь при питании от разных частей одного источника.

Как отмечает соавтор Джеймс Фостер, когда модель сопоставили с данными о деформации и скорости извержений Килауэа, она также соответствовала сигналу деформации, зарегистрированному на Мауна-Лоа. Модель потребовала увеличения скорости поступления магмы в глубокую систему, что хорошо согласуется с интерпретациями и скачком выбросов CO₂ в конце 2003 года. Мауна-Лоа и Килауэа, крупнейший и самый активный вулканы Земли соответственно, находятся на расстоянии около 22 миль (35 км) друг от друга и активно изучаются. Для продолжения исследований авторы подали заявку в Национальный научный фонд (NSF), чтобы изучить данные за последние 50 лет, усовершенствовать модель и исследовать влияние событий на одном вулкане на другой. Гоннерманн надеется, что новая модель может быть полезна для изучения других вулканов, например, в Исландии или на Галапагосских островах.