Ученые начали свое исследование с причин извержений — на глубине тысяч километров под поверхностью находится слой раскаленных пород, называемый нижней мантией. В учебниках обычно изображают его как гладкий и однородный слой, однако новые данные показывают, что в реальности он гораздо более сложен. Внутри этого слоя расположены крупные гористые образования, которые ученые называют «сгустками» или «мантийными скалистыми структурами». Они представляют собой массивные скалистые образования размером с континенты, и они не статичны — они смещаются, прогибаются и взаимодействуют друг с другом так же, как тектонические плиты, расположенные выше. Именно эти скрытые структуры, по мнению исследователей, могут играть ключевую роль в возникновении вулканических извержений.
Вулканолог Аннализа Куччиаро вместе со своей командой обнаружила, что эти крупные базальные образования, которые они называют «сгустками», оказывают непосредственное влияние на активность вулканов на поверхности Земли. Они пришли к выводу, что эти структуры служат своеобразными «магистралями магмы», по которым раскаленные столбы пород поднимаются из глубин почти в 3000 километров и вызывают гигантские извержения, способные уничтожить целые экосистемы и изменить климат. Эти мощные выбросы, по их словам, были ответственны за массовое вымирание динозавров и другие глобальные катастрофы в истории планеты.
Команда Куччиаро использовала три различных набора данных, чтобы подтвердить свою гипотезу, и обнаружила, что эти «сгустки» связаны с крупными извержениями, произошедшими около 300 миллионов лет назад. Они показали, что эти структуры не просто статичные образования, а динамичные образования, которые движутся вместе со своим источником — сгустками — и создают условия для мощных вулканических событий. В нижней части мантии есть два таких «пятна»: одно расположено под Африканским полушарием, другое — под Тихим океаном. Вопрос о том, закреплены ли эти образования на месте или постоянно перемещаются благодаря конвекционным потокам внутри Земли, остается открытым. Однако новые модели показывают, что эти структуры — часть динамичной системы, которая оказывает непосредственное влияние на поверхность планеты.
Исследователи смоделировали движение этих сгустков, представляя их состояние миллиарды лет назад. В результате они обнаружили, что эти образования иногда наклонялись и перемещались, создавая условия для извержений либо прямо над ними, либо вблизи. Эти места совпадали с реальными зонами, где в прошлом происходили крупные вулканические события. Статистический анализ показал, что существует значительная связь между расположением этих подземных структур и историческими извержениями, что подтверждает гипотезу о их роли в формировании вулканической активности.
«Это открытие важно не только с точки зрения понимания причин возникновения катастрофических извержений, но и с практической — оно может помочь предсказывать будущие извержения и даже находить богатые минералами участки, такие как кимберлиты, содержащие алмазы, или месторождения редких минералов, необходимых для возобновляемой энергетики», — поясняет исследователь.
Обсудить