Базальтовая магма после тысячелетий покоя поднимается к поверхности за считаные дни
13 сентября 2019 г.
Исследователи из Кембриджского университета, используя так называемый метод “кристаллических часов”, показали, что базальтовая магма может храниться в самых глубоких частях вулканических систем тысячи лет, а затем в считаные дни подниматься к поверхности и изливаться в виде лавы. Это первая временная оценка этапов эволюции глубинных магматических систем.
Лава, изливающаяся на земную поверхность при извержениях вулканов, до этого может довольно долго находиться под землей в виде магматического расплава. Но насколько долго, до последнего времени было не очень понятно, особенно в отношении базальтовой магмы, очаги которой формируются на больших глубинах, на границе земной коры и мантии.
Источником материала для базальтовых магм является вещество верхней мантии, которое может подниматься к земной коре в виде восходящих потоков мантийной конвекции или в результате всплытия мантийных плюмов. На границе верхней мантии и земной коры (вблизи границы Мохоровичича) пластичное, но в целом находившееся до этого в твердом состоянии вещество мантии начинает частично плавиться. Образовавшийся расплав собирается в магматических очагах — глубинных резервуарах магмы, питающих расположенные на поверхности Земли вулканы. Если по каким-либо причинам для магмы откроется путь наверх (например, при раскрытии трещин, приводящем к резкому падению давления), то она может быстро подняться к поверхности и излиться в виде лавы. Понимание того, как долго происходит “созревание” базальтовой магмы в этих глубинных очагах до начала ее подъема к поверхности, важно как с теоретической, так и с практической точки зрения — для предсказания разрушительных извержений и управления рисками, связанными с вулканической активностью.
В последнее время в кристаллохимии получил развитие новый метод оценки длительности протекания магматических процессов — метод диффузионной хронометрии или метод “кристаллических часов”. Заключается он в построении математических моделей процесса атомной диффузии в кристаллах.
Группа британских ученых из Кембриджского университета под руководством Юэна Матча (Euan Mutch) применила метод “кристаллических часов” для оценки времени нахождения базальтового магматического расплава в глубинном резервуаре, а также времени подъема этого расплава к поверхности. В качестве объектов изучения были выбраны кристаллы шпинели и оливина в базальтовых лавах вулкана Тейстарейкир в Северной Исландии, извергавшегося в период от 10,5 до 7 тысяч лет назад (так называемый эпизод извержения Боргархраун). Результаты опубликованы в журналах Science и Nature Geoscience.
Источник: Еlementy.ru