Когда мы представляем извержение вулкана, перед глазами встают потоки раскаленной лавы и гигантские облака пепла. Но настоящая история разворачивается глубоко под поверхностью. Магма в недрах вулканов — не просто расплавленная порода, а густая смесь жидкого расплава и твердых кристаллов, так называемый «магматический шлам». По консистенции она напоминает полузамерзшую граниту — кашеобразную массу кристаллов льда в сладком сиропе.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications, авторы изучили кристаллы с острова Ла-Пальма на Канарских островах. Твердые кристаллы внутри магматической массы действуют как «черные ящики» во время извержений, сохраняя информацию о подготовке вулкана к выбросу. Это особенно значимо для Ла-Пальмы, где извержение вулкана Тахогаит в 2021 году стало первым за пятьдесят лет: оно длилось почти три месяца, разрушило тысячи зданий и вынудило более 7000 человек покинуть дома.
Как годовые кольца деревьев хранят данные о климате, кристаллы минералов хранят историю вулкана. Клинопироксен медленно растет при остывании магмы в глубинах Земли, образуя слои. Каждый слой фиксирует температуру, глубину и химический состав магмы. Чтобы прочитать запись, исследователи собрали образцы лавы с извержений 1712, 1971 и 2021 годов и изучили кристаллы методом химической визуализации высокого разрешения.
Анализ выявил повторяющуюся закономерность на протяжении более 300 лет. В центре кристаллов — древний холодный резервуар магматической массы на глубине 18–25 километров в мантии Земли. Средние слои показывают, что за несколько дней или недель до извержения из мантии поднималась горячая магма, привносила энергию, частично расплавляла твердые кристаллы и перемешивала массу. Внешние кольца фиксируют быстрый подъем магмы к поверхности.
Результаты помогают объяснить, почему сети вулканического мониторинга не всегда замечают угрозу: основная часть магмы скапливается глубоко в мантии, далеко от поверхности. Хотя исследование не позволяет предсказать дату следующего извержения, оно дает ключ к более точной интерпретации сигналов приборов.
Похожая картина наблюдается на других вулканических островах — Азорских, в Кабо-Верде, на Галапагосских и остальных Канарских. Кристаллы клинопироксена демонстрируют сходные химические особенности, подтверждая: глубокие магматические резервуары широко распространены под вулканическими островами по всему миру.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в ледниковых периодах на планете обвинили тихоокеанские вулканы.