Ученые объяснили мощную вулканическую активность на Камчатке

Ученые выяснил, что причиной образования сотен небольших молодых вулканов в Срединном хребте на Камчатке стало выделение воды из отслоившихся фрагментов земной коры. Результаты работы опубликовал научный журнал Contributions to Mineralogy and Petrology, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда.

Большинство действующих и потухших вулканов Камчатки образовались благодаря субдукции – "погружению" одних блоков земной коры под другие. Такое случается, когда литосферные плиты движутся навстречу и одна из них начинает "подныривать" под вторую, провоцируя землетрясения и активный вулканизм.

Под влиянием субдукции, действовавшей более пяти миллионов лет назад под Камчаткой, сформировалась мощная горная цепь, протянувшаяся с юго-запада на северо-восток полуострова – Срединный хребет. С тех пор субдукция в том месте перестала действовать, и вулканический фронт сместился к восточному побережью, где образовалась вторая горная цепь, параллельная Срединному хребту – там сейчас расположены почти все активные вулканы.

Однако около четверти всех молодых (моложе 50 тыс. лет) вулканических пород Камчатки извергнуты именно в районе Срединного хребта. Существовало несколько гипотез о происхождении такого большого объема лав: одни исследователи называли причиной плавления мантии понижение давления, другие связывали это явление с влиянием современной субдукции.

В новой работе ученые из России, Швейцарии и Австралии заметили характерную особенность молодых пород Срединного хребта, которая в итоге и позволила определить, какие процессы привели к возникновению магматических очагов и мощной вулканической активности.

В частности, геологи восстановили состав расплава, который существовал в магматической камере до извержения, и оказалось, что в нем высокое содержание воды и низкое содержание хлора. Полученные данные позволили предположить, что вода выделилась из-за разложения амфибола – минерала, в структуре которого есть вода. Он присутствует в нижней части земной коры, но начинает разрушаться под влиянием больших температур и давлений.

Согласно модели, предложенной учеными, фрагменты нижней коры отслаивались и погружались в более горячую мантию, постепенно нагреваясь и теряя воду из-за разложения амфибола, а выделившаяся вода способствовала плавлению окружающих мантийных пород. Во время второго эпизода вулканизма на Срединном хребте образовалось 2-2,5 тыс. км3 изверженных пород, которые распространились на площадь около 9 тыс. км2. По оценкам ученых, чтобы выплавить необходимое для этого количество магмы, потребовалось отслоение не менее семи объемных процентов земной коры с такой же площади.

"Предложенный нами механизм хорошо объясняет образование большого объема магмы вдоль Срединного хребта, однако он мог иметь место и в других местах с мощной и богатой амфиболом нижней корой. Например, похожими геохимическими особенностями обладают породы из тыловой зоны вулканической дуги Центральной Америки и вулканической провинции Пайения в Аргентине. Необходимы дополнительные исследования, чтобы сделать вывод о роли разложения амфибола в образовании магмы в этих регионах", – считает один из авторов работы Николай Некрылов.