Фото: CC0 Public Domain

Вулканы, которые не питаются расплавленной магмой, образованной в больших камерах, находят новое исследование, опрокидывающее классические представления о извержениях вулканов.

Вместо этого, исследования показывают, что вулканы питаются так называемыми «грибными резервуарами» — участками в основном твердых кристаллов с магмой в небольших пространствах между кристаллами.

Наше понимание вулканических процессов, в том числе тех, которые приводят к самым крупным извержениям, основано на том, что магма хранится в заполненных жидкостью "магматических" камерах — больших подземных пещерах, заполненных жидкой магмой. Тем не менее, они никогда не наблюдались.

Новое исследование, проведенное исследователями из Имперского колледжа Лондона и Бристольского университета и опубликованное сегодня в журнале Nature , предполагает, что фундаментальное предположение о магматической камере нуждается в переосмыслении.

Ведущий автор, профессор Мэтью Джексон из Департамента наук о Земле и инженерных наук в Imperial, сказал: «Теперь нам нужно еще раз взглянуть на то, как и почему происходят извержения из гигантских водоемов. Мы можем применить наши результаты для понимания извержений вулканов с последствиями для общественной безопасности, а также для понимания образования месторождений рудных металлов, связанных с вулканическими системами ».

Чтобы извергаться, вулканы нуждаются в источнике расплавленной магмой жидкой породы, содержащей относительно немного твердых кристаллов. Традиционно считалось, что эта магма формируется и хранится в большой подземной пещере, называемой камерой магмы.

Недавние исследования химии магмы поставили под сомнение эту точку зрения, что привело к предложению модели кашистого коллектора, где меньшие залежи магмы находятся в небольших промежутках между твердыми кристаллами. Однако модель водохранилища не могла объяснить, как возникают магмы с относительно небольшим количеством кристаллов и доставляются к вулканам, чтобы они могли извергаться на поверхности.

Теперь, со сложным моделированием резервуаров грибов, исследовательская группа придумала решение. В сценарии с водохранилищем, магма менее плотна, чем кристаллы, что заставляет ее подниматься вверх через промежутки между ними.

Когда она поднимается, магма реагирует с кристаллами, плавя их и приводя к локальным областям, содержащим магму с относительно небольшим количеством кристаллов. Именно эти недолговечные области повышенной магмы могут привести к извержениям.

Соавтор профессор Стивен Спаркс из Бристольской школы наук о Земле сказал: «Главная загадка вулканов заключается в том, что они, как полагали, лежат в основе больших камер расплавленной породы. Однако такие магматические камеры было очень трудно найти.

«Новая идея, разработанная геологами в Империале и Бристоле, заключается в том, что расплавленная порода образуется в основном в кристаллических горячих породах, проводя большую часть своего времени в небольших порах внутри породы, а не в больших магматических камерах. Тем не менее, расплав горной породы медленно выдавливается, образуя лужи расплава, которые затем могут извергаться или образовывать эфемерные магматические камеры ».

Наряду с началом извержений, новая модель коллектора может помочь объяснить другие явления в вулканических системах, такие как эволюция химического состава магмы и сколько старых кристаллов может быть извергнуто в более молодых магмах.

По материалам phys.org