Вулканы островных дуг содержат больше воды, чем считалось ранее, с научными и экономическими последствиями
Содержание воды в магмах вулканов островных дуг, формирующихся над зонами субдукции, может быть значительно выше, чем рассчитывалось во многих предыдущих исследованиях. Это открытие имеет широкие последствия для понимания формирования земной нижней коры, механизмов извержения магмы через кору и образования экономически важных рудных месторождений, согласно новой статье в Nature Geoscience.
Согласно исследованию, расчётные концентрации воды в примитивных магмах островных дуг более изменчивы и значительно превышают средний показатель около 4 мас.%, полученный в других работах. Результаты показывают, что примитивные магмы дуг могут содержать 0.6–10 мас.% H2O, а после экстенсивной кристаллизационной дифференциации в нижней коре дуги могут достигать насыщения водой на уровне 20 мас.% H2O.
«Общая картина такова, что вода — это, по сути, смазка тектоники плит. Содержание воды будет влиять на всевозможные параметры, связанные с движением тектонических плит», — говорит ведущий автор Бенджамин Урэнн. По его словам, определение фактического содержания воды в магмах дуг помогает уточнить оценки количества воды, погружаемой глубоко в мантию, количественно оценить различные водные резервуары Земли и лучше понять перенос между ними. Статья также обсуждает значение содержания воды для формирования экономически важных месторождений, таких как порфировые медные, на которые приходится около 60% мировой добычи меди.
В отличие от многих ранних исследований, полагавшихся на анализ расплавных включений или извергнутых лав, которые имеют ограничения, авторы разработали метод измерения содержания воды в минералах кумулятов — магматических породах, закристаллизовавшихся на глубине. Они проанализировали образцы из палеодуги Когистан в Гималаях (Пакистан), которые сохранили сигнатуру исходного содержания воды, так как сформировались под высоким давлением.
«Анализ воды в кумулатовых минералах — это новый многообещающий подход к изучению глубоких уровней коры в зонах субдукции», — говорит соавтор Вероник Ле Ру. Исследователи рассчитали, что проанализированная магма содержала от 10 до 20 мас.% воды в зависимости от состава. «Итог в том, что магмы островных дуг могут быть более водонасыщенными, чем мы думали», — заключил Урэнн.