Похожие статьи
Геологи долгое время считали, что причиной извержения вулканов является вода, а также неглубоко залегающая магма, хранящаяся в земной коре. Теперь, благодаря новым исследовательским инструментам, разработанным в Корнельском университете, ученые узнали, что причиной взрывных извержений может быть углекислый газ.
Новая модель предполагает, что базальтовые вулканы, которые обычно встречаются на тектонических плитах, подпитываются глубоко залегающей магмой в мантии, находящейся на глубине 20-30 км под поверхностью Земли.
Исследование, дающее более четкое представление о глубинной внутренней динамике и составе нашей планеты и способствующее более эффективному планированию вулканической опасности, опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Ранее мы считали, что все действия происходят в земной коре, — рассказывает ведущий автор исследования Эстебан Газель, профессор инженерных наук Чарльз Н. Меллоуз на факультете наук о Земле и атмосфере инженерного факультета Корнельского университета. — Наши данные свидетельствуют о том, что магма поступает непосредственно из мантии и быстро перемещается по коре за счет выделения углекислого газа (технологическая фаза отделения газа от жидкости). Это полностью меняет парадигму того, как происходят эти извержения. Во всех вулканических моделях доминировала вода как основной фактор извержения, но вода имеет мало отношения к этим вулканам. Именно углекислый газ поднимает магму из глубин Земли».
Около четырех лет назад Газель и Шарлотта Девитр, 22-летняя аспирантка, работающая сейчас в Калифорнийском университете в Беркли, разработали высокоточный плотномер углекислого газа (измеряющий плотность в небольшой емкости) для рамановской спектроскопии (прибора, изучающего рассеянные фотоны с помощью микроскопа).
Природные образцы — насыщенные углекислым газом пузырьки микроскопических размеров, покрытые кристаллами, полученными при извержении вулкана, — затем измеряются методом комбинационного рассеяния света и количественно определяются с помощью вновь разработанного денситометра. По сути, ученые изучают микроскопическую капсулу времени, отражающую историю магмы. Этот новый метод является ключом к точным, практически оперативным оценкам запасов магмы, которые группа Газеля опробовала во время извержения Лас-Пальмаса на Канарских островах в 2021 году.
Кроме того, исследователи разработали методы оценки влияния лазерного нагрева на включения, богатые диоксидом углерода (содержащиеся в кристаллах), и точной оценки объема расплава и пузырьков. Также разработан экспериментальный метод повторного нагрева, позволяющий повысить точность и корректно учитывать диоксид углерода, попавший в пузырьки в виде кристаллов карбоната.
Используя новые приборы, ученые детально изучили вулканические отложения из вулкана Фого на островах Зеленого Мыса, расположенных к западу от Сенегала в Атлантическом океане. Они обнаружили высокую концентрацию летучих веществ в микромасштабных расплавленных включениях, заключенных в кристаллы силиката магния и железа. Большое количество углекислого газа, заключенного в кристаллах, позволяет предположить, что магма откладывалась на десятки километров ниже поверхности — в мантии Земли.
Специалисты также обнаружили, что этот процесс связан с источником в глубокой мантии, питающим эти вулканы.
Это означает, что извержения, подобные извержению вулкана Фого, инициируются и подпитываются из мантии, фактически минуя запасы в земной коре и подпитываясь углекислым газом из глубинных слоев, говорится в статье.
Эксклюзивный перевод
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
