Геологическое сообщество долгие годы было озадачено загадкой происхождения горы Этна — самого активного вулкана Европы, расположенного на итальянском острове Сицилия. Извергающийся несколько раз в год, этот гигант, по всей видимости, не вписывается ни в одну из традиционных классификаций вулканических образований. Однако недавние изыскания, проведённые учёными из Университета Лозанны (UNIL) в сотрудничестве с Анной Розой Корсаро из Национального института геофизики и вулканологии в Катании, проливают свет на возможный скрытый механизм его формирования, что ставит под сомнение устоявшиеся представления.
Согласно данным, опубликованным в Journal of Geophysical Research – Solid Earth, гора Этна, чей возраст превышает 500 000 лет, а высота достигает более 3 000 метров (9 800 футов) над уровнем моря, могла возникнуть в результате редкого вулканического процесса. Этот процесс кардинально отличается от тех, что наблюдаются в других крупных вулканах планеты, что делает Этну, возможно, уникальным объектом для изучения. Традиционно геологи выделяют три основных типа вулканов: образующиеся на границах расходящихся тектонических плит, в зонах субдукции (как гора Фудзи в Японии) или над горячими точками в середине плит (как Гавайи или Ла-Реюньон). Этна же не подходит ни под одну из этих категорий: хотя она расположена рядом с зоной субдукции, химический состав её лавы больше напоминает вулканы, сформировавшиеся над горячими точками, при этом в регионе таковые отсутствуют.
Скрытый источник магмы глубоко под Сицилией
Исследователи предполагают, что питание Этны осуществляется за счёт небольших очагов магмы, которые уже длительное время существуют в верхней мантии на глубине примерно 80 километров (50 миль) под поверхностью. В отличие от многих вулканов, где магма образуется незадолго до извержения, здесь она могла оставаться стабильной на протяжении долгого периода, прежде чем начать подниматься. Ключевым фактором, по мнению учёных, является столкновение африканской и евразийской тектонических плит: оно постепенно перемещает эти очаги магмы к поверхности, а когда плита изгибается вблизи зоны субдукции, образуются трещины, позволяющие магме просачиваться сквозь кору — подобно тому, как жидкость выдавливается из губки. Этот механизм, как полагают авторы работы, может объяснить как необычный химический состав горы Этна, так и её продолжительную историю частых извержений.
Команда учёных выдвинула гипотезу, что гора Этна может принадлежать к четвёртой, малоизвестной категории — так называемым «petit-spot» вулканам. Эти небольшие подводные образования, впервые обнаруженные японскими геологами в 2006 году, возникают вблизи очагов магмы, уже присутствующих в верхней части мантии. Идея о таком механизме была впервые предложена ещё в 1960-х годах, но до сих пор он ассоциировался лишь с относительно мелкими вулканическими структурами. «Наше исследование предполагает, что Этна могла образоваться с помощью механизма, который приводит к образованию мелких подводных вулканов, — отметил Себастьен Пайл, профессор факультета геолого-геофизических наук и окружающей среды Университета Лозанны и ведущий автор исследований. — Это неожиданно, поскольку подобные процессы ранее наблюдались только в очень небольших вулканических структурах, обычно высотой не более нескольких сотен метров. Гора Этна, напротив, представляет собой крупный стратовулкан, деятельность которого началась около 500 000 лет назад и который сейчас возвышается на высоте более 3 000 метров над уровнем моря». Данное открытие, по мнению исследователей, может также помочь улучшить оценку вулканической опасности, проводимую учёными из INGV в Катании, Италия.
Если гипотеза верна, она может расширить понимание учеными того, как развиваются вулканы, и побудить рассматривать подобные геологические процессы в других странах мира.
Как ученые проверяли соединения
Чтобы изучить историю горы Этна, исследователи проанализировали составы горных пород, охватывающие примерно 500 000 лет вулканической активности. Реконструировав химическую эволюцию лавы Этны и сравнив ее с экспериментальными данными, они обнаружили, что состав магмы вулкана остается вполне стабильным, несмотря на изменения в существующей тектонической среде.
Эти результаты подтверждают идею о том, что магма, питающая Этну, уже существует в верхних мантиях и что ее количество, достигнув поверхности, в условиях контроля контролирует движение тектонических плит. Полученные данные подтверждают тот факт, что вулканизм Этны вызван тем же самым основным процессом, что и вулканы с последствиями.