Новое исследование, опубликованное в журнале JGR Solid Earth, показывает, что Этна — один из самых активных вулканов в мире — не вписывается ни в одну из существующих геологических категорий. Ученые полагают, что он представляет собой «новый тип вулканизма», который бросает вызов нашим традиционным представлениям о том, как формируются и развиваются вулканы.
Вызов трем традиционным моделям
На протяжении десятилетий вулканология классифицировала извержения по трем основным типам, основанным на тектонической активности:
- Срединно-океанические хребты: формируются там, где океанические плиты расходятся, позволяя магме создавать новую кору.
- Внутриплитный вулканизм (горячие точки): создается зонами концентрированного тепла в мантии, такими как Гавайские острова или кальдера Йеллоустона.
- Вулканы зон субдукции: формируются, когда океаническая плита уходит под континентальную; зачастую их деятельность подпитывается водой, плавящей подстилающие породы (например, гора Фудзи).
Этна, расположенная на Сицилии, не соответствует ни одному из этих описаний. Хотя она находится вблизи стыка Африканской и Евразийской плит, она расположена непосредственно на границе, а не в глубине плиты. Более того, хотя по химическому составу её лава напоминает лаву «горячих точек», никаких свидетельств наличия под ней мантийной горячей точки не обнаружено.
Странная эволюция состава
Загадка Этны заключается не только в её расположении, но и в изменении химического состава из года в год. Исследователи отметили значительный сдвиг в «диете» вулкана:
- Ранний этап: вулкан извергал относительно небольшие объемы лавы, богатой кремнеземом. Обычно богатая кремнеземом магма поступает из огромных резервуаров расплава и приводит к мощным извержениям.
- Поздний этап: вулкан перешел к извержению больших объемов щелочной лавы (богатой калием и натрием). Как правило, щелочная лава образуется из менее расплавленных пород и приводит к гораздо менее масштабным извержениям.
Именно эта инверсия «ожидаемой» связи между химией лавы и объемом извержения заставила исследователей глубже изучить «магистральную систему» вулкана.
Механизм «складки»: как работает Этна
Изучая геохимию различных слоев лавы, Себастьян Пиле и его команда обнаружили, что магма Этны берет начало в «зоне низких скоростей» — особо расплавленном слое на вершине мантии. Хотя такие зоны встречаются часто, в большинстве частей мира магма редко достигает поверхности.
Этну отличает тектонический хаос прямо у её порога.
Субдуцирующая Африканская плита не скользит плавно под Евразийскую плиту; она частично застревает. Это трение заставляет горные породы сминаться и деформироваться. Эти тектонические складки действуют как каналы, создавая пути, которые позволяют магме обходить традиционные маршруты и подниматься на поверхность.
Исследователи предполагают двухэтапную историю этого процесса:
1. Сначала магме приходилось пробиваться сквозь толщу Африканской плиты, по пути вступая в реакцию с богатой кремнеземом континентальной корой.
2. Со временем геологическая структура сместилась, создав более прямой «трубопровод» от мантии к поверхности, что позволило менее «загрязненной» щелочной лаве течь свободнее.
Почему это важно для мировой геологии
Открытие уникального механизма Этны — это не просто локальный курьез. Оно обнажает значительный пробел в современных геологических моделях: роль литосферы (земной коры и верхней мантии) в формировании вулканической активности.
Как отмечает петролог Сара Ламбарт, то, как магма взаимодействует с окружающими слоями горных пород, часто упускается из виду. Если механизм «складки», характерный для Этны, встречается чаще, чем считалось ранее, это может означать, что многие другие вулканы по всему миру ведут себя так, как мы еще не до конца понимаем.
Этна может быть уникальным исключением, но её необычное поведение указывает на то, что взаимодействие между магмой и земной корой играет в глобальном вулканизме гораздо более важную роль, чем признает современная наука.
Заключение
Уникальное положение и меняющийся химический состав Этны позволяют предположить, что она является продуктом сложных тектонических складок, а не стандартного движения плит. Это открытие открывает новую главу в геологии, указывая на то, что земная кора может играть гораздо более активную роль в провоцировании вулканических извержений, чем считалось ранее.
