Катастрофические извержения связали с гигантскими «каплями» магмы на глубине 2500 км
Колоссальные вулканические извержения, подобные тем, что могли уничтожить динозавров более 65 миллионов лет назад, вызваны мантийными плюмами, поднимающимися из смещающихся подземных «гор» глубоко в недрах Земли — таковы выводы геофизиков и статистиков из Вуллонгонгского университета.
Опубликованное в журнале Communications Earth and Environment исследование углубляет понимание ученых эволюции Земли за сотни миллионов лет и предлагает новые методы поиска образованных вулканическими извержениями минералов, критически важных для перехода к низкоуглеродной экономике.
«Изучение связи между вулканическими извержениями на поверхности и такими масштабными динамическими процессами, происходящими на глубине 2500 км под нами, позволяет осознать, насколько все взаимосвязано в нашей планете. Эта работа подчеркивает роль мантийных плюмов как "магматических магистралей" к поверхности, порождающих гигантские извержения. Она также показывает, что эти плюмы движутся вместе со своим источником — "каплями" (BLOBS)», — рассказала аспирантка Аннализа Куккиаро, соавтор исследования.
Мантийные плюмы — это гигантские, медленно движущиеся столбы горячей породы, поднимающиеся из глубин Земли, обычно берущие начало от двух массивных «капель» (Big LOwer-mantle Basal Structures, BLOBS) на глубине около 2500 км. Одна находится под Африкой, другая — под Тихим океаном. Ученые давно спорят, статичны ли они или все же медленно перемещаются в масштабах миллионов лет.
слева — классическая модель, в которой крупные магматические провинции не связаны с плюмами, справа — выведенная в этом исследовании, предусматривающем движение BLOBS.
Исследование показало, что гигантские вулканические извержения связаны с движущимися «каплями». Реконструировав конвекцию мантии за последний миллиард лет, авторы обнаружили, что извержения обычно происходят непосредственно над или вблизи «капель», при этом мантийный плюм слегка наклоняется при подъеме. Компьютерные модели показывают, что вулканические горячие точки, такие как Гавайи, как правило, находятся над зонами, где «капли» располагались в процессе их медленного движения на протяжении миллионов лет.
Данные о подвижности «капель» помогут воссоздать историю вулканической активности и предсказать, где извержения могут произойти в будущем. Эти знания также позволяют исследователям реконструировать геологическое прошлое Земли, включая то, как минералы, такие как алмазы, приближаются к поверхности во время мощных извержений, подобных тем, что формируют кимберлитовые месторождения.
«Гигантские вулканические извержения оказывают драматичное влияние на жизнь на Земле. Они могут уничтожить жизнь, как динозавров, но также создают горные породы, содержащие важные минералы. Это исследование приоткрывает завесу над одним из давних вопросов, мучающих ученых: неподвижны ли "капли" или движутся и как они связаны с гигантскими вулканическими взрывами. Поэтому невероятно захватывающе приблизиться наконец к разгадке этих тайн», — поделился доцент Николя Фламан.
Следующим шагом для исследовательской группы станет изучение химической природы «капель» и связанных с ними плюмовых каналов, добавил он.