Російські вчені з іноземними колегами з’ясували походження сотень невеликих вулканів з серединного хребта на камчатці. Вони припустили, що причиною плавлення мантії і подальшого вулканізму стало виділення води з відшарувалися шматків земної кори. Запропонований механізм може пояснити походження великого обсягу магм не тільки на серединному хребті, але і в інших регіонах. Стаття опублікована в журналі contributions to mineralogy and petrology. Дослідження підтримані грантом російського наукового фонду (рнф).
Більшість діючих і згаслих вулканів камчатки пов’язано з субдукцією-процесом занурення одних блоків земної кори під інші. Таке трапляється, коли літосферні плити рухаються назустріч один одному і одна з них починає «піднирювати» під другу, провокуючи землетруси і активний вулканізм. Під впливом субдукції, що діяла більше п’яти мільйонів років тому під камчаткою, сформувався потужний гірський ланцюг, що простягнувся з південного заходу на північний схід півострова-серединний хребет. З тих пір субдукція в тому місці перестала діяти і вулканічний фронт змістився до східного узбережжя, де утворилася друга гірський ланцюг, паралельна серединному хребту — там зараз розташовані майже всі активні вулкани.
Однак близько чверті всіх молодих (молодше 50 тисяч років) вулканічних порід камчатки вивергнуті саме в районі серединного хребта. Існувало кілька гіпотез про походження такого великого обсягу лав: одні дослідники називали причиною плавлення мантії зниження тиску, інші пов’язували це явище з впливом сучасної субдукції. Вчені з мінералогічного музею імені а. Е. Ферсмана (москва) і московського державного универсиста імені м. В. Ломоносова (москва) спільно з колегами з женевського університету (швейцарія) і університету тасманії (австралія) помітили характерну особливість молодих порід серединного хребта, яка в підсумку і дозволила визначити, які процеси призвели до виникнення магматичних вогнищ і потужної вулканічної активності.
Геологи досліджували породи з вулканів південний черпук, лі і тобельцен, розташованих в його південній, центральній і північній вулканічних зонах відповідно. Вчені змогли відновити склад розплаву, який існував у магматичній камері до виверження, і виявилося, що в ньому високий вміст води і низький вміст хлору. Ця та інші особливості складу розплаву дозволили припустити, що вода виділилася через розкладання амфібола. Цей мінерал, що містить воду в своїй структурі, є в нижній частині земної кори, але починає руйнуватися під впливом великих температур і тисків.
Відповідно до моделі, запропонованої вченими, фрагменти нижньої кори відшаровувалися і занурювалися в більш гарячу мантію, поступово нагріваючись і «зневоднюючись» через розкладання амфібола, а виділилася вода сприяла плавленню навколишніх мантійних порід. Під час другого епізоду вулканізму на серединному хребті утворилося 2-2,5 тисячі км3 вивержених порід, які поширилися на площу близько 9 000 км2. За оцінками вчених, щоб виплавити необхідну для цього кількість магми, знадобилося відшарування не менше семи об’ємних відсотків земної кори з такої ж площі.
” запропонований нами механізм добре пояснює утворення великого обсягу магм уздовж серединного хребта, проте він міг мати місце і в інших місцях з потужною, багатою амфіболом нижньою корою. Наприклад, схожими геохімічними особливостями володіють породи з тилової зони вулканічної дуги центральної америки і вулканічної провінції пайенія в аргентині. Необхідні додаткові дослідження, щоб зробити висновок про роль розкладання амфібол в освіті магми в цих регіонах», — пояснив микола некрилов, кандидат геолого-мінералогічних наук, старший науковий співробітник мінералогічного музею імені а. Е. Ферсмана, науковий співробітник інституту експериментальної мінералогії ран.
Малюнок. Спрощена карта камчатки з вказівками місць взяття проб. Джерело: nekrylov et al. / contrib. To mineral., 2021
29.09.2021
