Вулканические суперизвержения формируются миллионы лет

Супервулкан – это вулкан, который произвел извержение с индексом вулканической взрывоопасности 8, самым высоким зарегистрированным числом в этом индексе.

В то время как магма, питающая сверхизвержения, развивается в течение длительных периодов времени, магма возмущает кору и затем извергается в течение десятилетий.

Согласно недавнему исследованию Бристольского университета и Центра экологических исследований шотландских университетов, суперизвержения происходят, когда огромные скопления магмы глубоко в земной коре, созданные в течение миллионов лет, быстро перемещаются на поверхность, разрушая ранее существовавшие породы.

Международная группа ученых смогла продемонстрировать, используя модель течения земной коры, что ранее существовавшие плутоны — массивы интрузивных пород, состоящие из застывшей магмы или лавы — были сформированы за несколько миллионов лет до четырех известных огромных суперизвержений и что разрушение этих плутонов вновь внедрившейся магмой произошло чрезвычайно быстро. В то время как магма, обеспечивающая сверхизвержения, происходит в течение длительного периода времени, магма разрушает кору, а затем извергается всего за несколько десятилетий.

Исследование, которое недавно было опубликовано в журнале Природаобъясняет эти резкие различия во временных интервалах образования и извержения магмы потоком горячей твердой коры в ответ на подъем магмы, что объясняет как редкость этих извержений, так и их огромный объем.

Профессор Стив Спаркс из Бристольской школы наук о Земле объяснил: «Долговечность плутонических и связанных с ними вулканических систем контрастирует с короткими временными масштабами для сборки неглубоких магматических очагов до мощных извержений расплавленной породы. Кристаллы, образовавшиеся из более ранних импульсов магмы, увлеченные извергающимися магмами, хранятся при температуре около или ниже солидуса в течение длительных периодов времени до извержения и обычно имеют очень короткое пребывание во вмещающих магмах в течение нескольких десятилетий или меньше».

Это исследование ставит под сомнение интерпретацию длительного хранения старых кристаллов при температурах, достаточно высоких для присутствия некоторых расплавленных пород, и указывает на кристаллы, полученные из ранее внедренных и полностью затвердевших плутонов (гранитов).

Ученым известно, что суперизвержения вулканов выбрасывают кристаллы, полученные из более древних пород. Однако до этого считалось, что они возникли в горячих средах выше температуры плавления горных пород. Предыдущие исследования показали, что магматические очаги суперизвержений формируются очень быстро, но не было убедительного объяснения этому быстрому процессу. Хотя моделирование предполагало, что извержениям супервулканов должны предшествовать очень длительные периоды внедрения гранитного плутона в верхнюю часть коры, доказательств для этого вывода в значительной степени не хватало.

Профессор Спаркс добавил: «Изучая возраст и характер крошечных кристаллов, извергнутых расплавленной породой, мы можем помочь понять, как происходят такие извержения. Исследование обеспечивает прогресс в понимании геологических обстоятельств, которые делают возможными суперизвержения. Это поможет выявить вулканы, у которых есть потенциал для будущих суперизвержений».

Такие извержения очень редки, и, по оценкам бристольских ученых, каждые 20 000 лет на Земле происходит только одно из таких извержений. Однако такие извержения очень разрушительны на местном уровне и могут вызвать серьезные изменения климата в глобальном масштабе, которые могут иметь катастрофические последствия.

Ссылка: «Временные шкалы роста плутона, формирования магматического очага и сверхизвержений» М. Е. Ван Залинге, Д. Ф. Марка, Р. Дж. Спаркса, М. М. Тремблея, К. Б. Келлера, Ф. Дж. Купера и А. Раста, 3 августа 2022 г., Природа.
DOI: 10.1038/s41586-022-04921-9

Исследование было поддержано горнодобывающей компанией BHP и НКРЭ.

Leave a Comment