Сверхвулканы рождаются сверхбыстро
Подобные явления называют "суперизвержениями", поскольку они более чем в 100 раз мощнее обычных. Огромные потоки перегретого газа, пепла и расплавленной породы способны задушить целые континенты и накачать стратосферу таким количеством частиц, что планета на десятилетия погрузится в зиму. Есть свидетельства того, что одно из таких извержений, случившихся в Индонезии 74 тыс. лет назад, едва не уничтожило человеческий род.
Геологи считают, что суперизвержениям предшествует образование гигантского бассейна магмы в паре километров ниже поверхности, после чего в течение 100-200 тыс. лет та медленно "закипает". Новое же исследование показывает, что эти гигантские магматические массы могут существовать только на протяжении нескольких тысяч или даже сотен лет до взрыва.
Гильерме Гуальда и его коллеги из Университета Вандербильта (США) изучили образцы туфа Бишоп, оставшегося после сверхизвержения Лонг-Вэлли в центрально-восточной Калифорнии 760 тыс. лет назад, которое накрыло золой половину Северной Америки.
Подобные гигантские бассейны магмы имеют, как правило, форму блинов 15-40 км в диаметре и 1-5 км в глубину. В самом начале расплавленная порода в значительной степени лишена кристаллов и пузырей. Затем они появляются и постепенно меняют физические и химические свойства магмы, пока не происходит извержение. Насколько могут судить геологи, в настоящее время не существует такого гигантского образования магмы, обеднённого кристаллами и способного произвести суперизвержение. Исследовательская группа считает, что причина этого заключается в относительно коротком времени существования подобных магматических образований. Они не сохраняются на протяжении сотен тысяч лет, как принято считать.
Г-н Гуальда полагает, что срок в 100 тыс. лет - это артефакт методики, которой доселе пользовались геологи. Измерения проводились с помощью кристаллов циркона. Циркон часто встречается в вулканических породах; он содержит небольшое количество урана и тория, скорость распада которых позволяет учёным точно определить время формирования кристаллов. Циркон - ценная находка для науки, поскольку он способен пережить большинство геологических процессов. Тем не менее сам факт того, что он может выдерживать высокую температуру и давление в магматической камере, означает, что по нему не следует судить о жизни магматических образований, бедных кристаллами.
Поэтому исследователи предпочли иной подход. Они определили скорость кристаллизации кварца - самого распространённого минерала в туфе Бишоп. Учёные разработали четыре независимые линии доказательств того, что процесс формирования магматического бассейна занимает менее 10 тысячелетий (скорее всего, 500-3 000 лет) до извержения. А циркон, по их мнению, отражает те изменения, которые происходят в земной коре ещё до начала образования гигантских магматических камер.
То, что процесс формирования магматической камеры происходит в историческом, а не в геологическом времени, полностью меняет суть проблемы, отмечает г-н Гуальда. Вместо того чтобы делать вывод об отсутствии риска суперизвержения в обозримом будущем в связи с тем, что нет подходящих бассейнов магмы, геологам необходимо регулярно проверять районы суперизвержений, чтобы заблаговременно узнать о формировании такой камеры.
Увы, по данным доклада Геологического общества Лондона от 2005 года, даже научная фантастика не может придумать надёжный механизм предотвращения суперизвержения...
Результаты исследования опубликованы в веб-журнале Public Library of Science ONE.