Исследователи из Квинслендского университета доказали, что крошечные кристаллы являются индикатором активности внутри вулканов и могут подсказать, когда произойдет извержение. Кандидат наук Даниэла Парра-Энкалада из Школы окружающей среды изучила распространенный белый кристалл под названием «плагиоклаз», который встречается в горных породах.
Самые маленькие кристаллы из Андских вулканов разного возраста, с разными типами извержений и уровнями активности имеют одинаковый химический состав. «Плагиоклаз образуется в магме всего в нескольких километрах от поверхности, реагируя на изменения температуры, содержания воды и состава магмы», — говорит Парра-Энкалада.
Анализ химического состава отдельных кристаллов, а не целых пород, позволили реконструировать различные этапы истории вулкана и определить процессы, происходившие непосредственно перед извержением. Самые маленькие и молодые кристаллы — толщиной с человеческий волос — образовывались на заключительных этапах извержения.
Каждый образец вулканической породы, собранный во время экспедиции по 230-километровому участку Центральных Анд в Чили и Аргентине, свидетельствовал об одном и том же процессе.
Тонкие срезы 28 типичных пород с 7 вулканов и еще 2 древних супервулканов были изучены под специальными микроскопами, а химический состав микрокристаллов плагиоклаза был проанализирован и нанесен на карту.
Парра-Энкалада сравнила результаты с исследованиями, проведенными в других районах Тихоокеанского огненного кольца: «Мы обнаружили схожие характеристики у самых маленьких кристаллов плагиоклаза в других наборах данных, что позволяет предположить, что все извержения вулканов были вызваны одним и тем же процессом, — сказала она. — С помощью моделирования мы показали, что химический состав кристаллов, скорее всего, связан с очень горячей магмой, поднимающейся из глубин и заполняющей неглубокий магматический очаг. Это дестабилизирует вулканическую систему, что в конечном итоге приводит к извержению».
Команда назвала недавно выявленную геохимическую закономерность «полем извержения плагиоклаза» и планирует выяснить, встречается ли она в океанических вулканах. Старший автор исследования доцент Тереза Убиде заявила, что будущие исследования могут показать, можно ли использовать химический состав плагиоклаза для выявления вулканов, требующих более тщательного мониторинга, поскольку это может указывать на их повышенную склонность к извержению.
«Мы хотим проверить, применима ли эта закономерность к вулканам в различных тектонических условиях», — сказала Убиде. «Кристаллы плагиоклаза также могут показать, как магматические системы накапливают ценные металлы, такие как медь и золото, что может создать новые связи между вулканологией и исследованиями важнейших полезных ископаемых».
Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.
