Плавление магмы – надежный индикатор грядущего извержения вулкана
Перед извержением вулканы должны «разморозиться». Магма под самыми опасными вулканами мира остается относительно прохладной и твердой 99% времени – и признаки ее нагревания и плавления предвещают неизбежную катастрофу.
В недрах Земли под каждым вулканом скрывается обширный магматический бассейн, наполненный расплавленной породой – так, по крайней мере, думали геологи. Сложность в том, что на этой глубине земная кора относительно «холодна» (200-400°C). На самом деле, так ли уж жарко в вулканических очагах?
Чтобы выяснить этот, Кэри Купер (Kari Cooper) из Калифорнийского университета в Дэвисе взяла образцы лавы в окрестностях Маунт-Худ, действующего вулкана в штате Орегон, который последний раз извергался 220 лет назад. Исследовательница извлекла оттуда кристаллы; радиоактивный распад урана в них – своего рода объективные «часы» - показал, что их возраст не менее 21,000 лет.
Но когда ученые рассмотрели содержания стронция в кристаллах, выяснилось нечто странное: в их центре металла было значительно больше, чем у краев. Магматическая порода начинает плавиться примерно при 750ºC, и стронций тогда становится текучим и за несколько тысячелетий равномерно распределяется по всему объему кристалла.
А в кристаллах с Маунт-Худ он рассредоточен неровно – следовательно, при высоких температурах они провели максимум 2800 и минимум 140 лет: 1-13% от 21,000 лет, прошедших с момента их формирования. Таким образом, магма под этим вулканом крайне редко пребывает в жидком и раскаленном состоянии, предшествующем извержению.
«Если мы обнаружим под вулканом преимущественно жидкую магму, вероятность извержения становится крайне высокой. “Разморозка” магмы первой предупредит сейсмологов о неминуемой катастрофе», - заявила Купер.
Тем не менее, в одном известном исследовании 2013 года было показано, что некоторые вулканы долгие годы «живут» с раскаленной магмой внутри, и извержений не случается. По всей видимости, «разморозка» магмы не может считаться универсальным индикатором. Но он, что важно, работает применительно к самым мощным и редким извержениям – вроде филиппинского вулкана Пинатубо в 1991 году, утверждает Алэн Буржиссе (Alain Burgisser) из Савойского университета в Шамбери.
Исследование представлено в журнале Nature.
По материалам New Scientist.
Артём Космарский nauka21vek.ru