Доисторический двигатель извержений вулкана Этна
7 августа 2024 г.
Ученые Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского РАН в рамках международного сотрудничества провели исследование продуктов уникального эксплозивного извержения пикритовой базальтовой магмы вулкана Этна (Италия), произошедшего 3930 лет назад. Результаты опубликованы в Earth and Planetary Science Letters.
Извержение («FS») образовало стратифицированные отложения тефры и отнесено к субплинианскому катастрофическому типу с индексом эксплозивности VEI=4. К данному типу относят также недавние извержения таких вулканов как Эйяфьядлайёкюдль (2010) в Исландии и Мерапи (2010) и Семеру (2021) в Индонезии, но для базальтового состава магм такая высокая степень эксплозивности не характерна.
В ходе исследования из отложений тефры были выделены необычные для вулкана Этна вкрапленники высокомагнезиального оливина (Fo90-91), которые содержали природнозакаленные расплавные включения – микрофрагменты (до 0,1 мм в поперечнике) природной магмы, захваченные на глубине при кристаллизации оливина-хозяина. Расплавные включения были экспериментально сгомогенизированы и закалены при давлении 400 МПа, и температуре до 1330 °С на специальной установке типа «газовой бомбы» (IHPV) в Институте Минералогии г. Ганновера, Германия.
Такие высокие концентрации летучих, измеренные напрямую в расплавах, обнаружены впервые для природных первичных магм Земли. Источником СО2 в родоначальных магмах являлся мантийный углерод, вероятно субдукционного происхождения, а не карбонатные осадочные породы под вулканом, как предполагалось ранее. Оценка глубины начала кристаллизации таких магм с высоким содержанием углекислого газа и воды составила более 30 км, ниже границы Мохоровичича между земной корой и мантией под вулканом, и свидетельствует о мантийном происхождении родоначальных магм Этны.
Результаты математического моделирования профилей содержания воды и форстерита в оливине, полученных с помощью ИК-спектроскопии и электроннозондового микроанализа, указывают на то, что максимальное время подъема мантийных магм на поверхность составляло 1–5 дней (скорость подъема >0,1 м/c), минимальное – 2–3 часа, причем заключительная стадия подъема (<15 км) могла происходить чрезвычайно быстро со средней скоростью ~ 1 км/мин (~17,5 м/с), с вариацией скоростей подъема от 0,35 до 3 км/мин (время подъема от 45 до 5 минут). Такой быстрый транспорт магм из мантии и необычайно эксплозивный характер этого доисторического извержения вулкана Этна был обусловлен высокими исходными концентрациями CO2 и H2O.
По словам старшего научного сотрудника ГЕОХИ РАН к.г.-м.н. Н. Л. Миронова, одного из соавторов проведенного исследования, полученные результаты открывают широкую перспективу для дальнейшего изучении вопроса о связи содержания летучих в магмах и характера вулканических извержений, особенно для регионов недавнего или современного вулканизма, например, таких как Большой и Малый Кавказ, Курильские острова и Камчатка, где проявлено необычайное разнообразие вулканических извержений по характеру эксплозивности, а вопросы вулканоопасности имеют важное значение для населения и различной инфраструктуры.
Источник: ГЕОХИ РАН.
Метки: ГЕОХИ РАН, вулканлогия