Ученые нашли способ определять признаки близкого извержения супервулканов
До 10 вулканов во всем мире способны вызвать суперизвержение, которое может катастрофически повлиять на глобальный климат, заявили ученые в исследовании, опубликованном 29 сентября в журнале PNAS.
За последний миллион лет один из этих вулканов, скрытый под водами озера Тоба на Суматре, вызвал два сверхизвержения. Международная группа геологов, возглавляемая Женевским университетом (UNIGE), разработала анализ уровней урана и свинца в цирконах, которые обычно встречаются при извержениях вулканов, чтобы определить, сколько времени потребовалось вулкану Тоба для подготовки к суперизвержению.
Однако результаты исследования опровергли представление ученых о том, что суперизвержение предвещают необычные геологические признаки. Вместо этого магма тихо накапливалась в резервуаре магмы, пока не произошли мощные взрывы.
Вулкан Тоба на Суматре вызвал два самых крупных извержения, известных на Земле: первое 840 000 лет назад, второе 75 000 лет назад, каждое размером около 2800 км3, что достаточно, чтобы покрыть всю Швейцарию 7 см пепла, и в 70 000 раз превышает количество магмы, извергнутой до сих пор продолжающимся извержением Ла-Пальмы. Два других более мелких извержения произошли, одно 1,4 миллиона лет назад, а другое 500 000 лет назад.
«Вулкан Тоба образует кальдеру, а это означает, что предыдущие извержения создали большую впадину, которая сегодня заполнена метеорной водой», — объяснил профессор Лука Карикки из UNIGE.
В центре озера находится остров, который поднялся из воды из-за толчка магмы, попавшей в субвулканический резервуар. «Мы видим, что этот остров постепенно увеличивается в высоту, указывая на то, что вулкан активен и что под ним накапливается магма», — сказала профессор Пин-Пин Лю из Пекинского университета.
Циркон — это минерал, который содержится в продуктах взрывных извержений вулканов. В его структуру входит уран, который со временем распадается на свинец. «Таким образом, измеряя количество урана и свинца в цирконе с помощью масс-спектрометра, мы можем определить его возраст», — сказала Пин-Пин Лю.
Ученые определили возраст большого количества цирконов, извлеченных из продуктов различных извержений. Самый молодой циркон предоставляет информацию о дате извержения, а более старые цирконы раскрывают историю накопления магмы, предшествовавшей суперизвержениям.
«Первое суперизвержение произошло около 840 000 лет назад после 1,4 миллиона лет поступления магмы, в то время как магма, которая питала второе суперизвержение в 75 000 лет, накопилась всего за 600 000 лет», — отметил Карикки.
По словам ученых, время накопления магмы сократилось вдвое из-за постепенного повышения температуры континентальной коры, под которой собирается магматический резервуар Тобы. Поступление магмы постепенно нагревает окружающую континентальную кору, что замедляет охлаждение магмы.
«Это „порочный круг“ извержений: чем больше магма нагревает кору, тем медленнее магма охлаждается и тем быстрее становится скорость накопления магмы», — заключила Пин-Пин Лю. В результате суперизвержения могут со временем участиться.
Этот инновационный метод может быть применен к любому другому вулкану во всем мире и может помочь определить, какой вулкан ближе всего к суперизвержению. «Это большой шаг вперед, потому что при небольшом количестве суперизвержений за последние 2 миллиона лет мы не можем получить статистически значимые значения частоты этих катастрофических событий в глобальном масштабе», — объяснила Пин-Пин Лю.
«Наше исследование также показывает, что перед суперизвержением не происходит никаких экстремальных событий. Это говорит о том, что признаки надвигающегося суперизвержения, такие как значительное увеличение землетрясений или быстрое поднятие грунта, могут быть не столь очевидными, как это изображено в фильмах-катастрофах киноиндустрии. На вулкане Тоба все происходит тихо под землей, и анализ цирконов теперь дает нам представление о том, что должно произойти», — заключил Карикки.
