Подводный супервулкан Кикай заполняется свежей магмой: новое исследование раскрывает механизм перезарядки гигантских кальдер

Японские геофизики из Университета Кобе совместно с Японским агентством по науке и технологиям в области морской среды провели масштабное сейсмическое сканирование дна у южного побережья Японии. Результаты показали наличие обширного резервуара, заполненного расплавленной породой, непосредственно под местом катастрофического извержения, произошедшего 7300 лет назад. Это открытие позволяет по-новому взглянуть на то, как восстанавливаются крупнейшие вулканические системы планеты после гигантских извержений.

Кикай: колосс, породивший величайшее извержение голоцена

Около 7300 лет назад на месте современной кальдеры Кикай произошло событие, которое геологи называют крупнейшим извержением голоцена — геологической эпохи, начавшейся около 11700 лет назад. Взрыв, известный как извержение Акахоя, выбросил от 133 до 183 кубических километров породы, что в 32 раза превышает объем извержения вулкана Пинатубо в 1991 году. Пирoкластические потоки прошли 150 километров по морю, а пепел покрыл значительную часть Японии и Корейского полуострова.

Такие гигантские извержения не оставляют после себя конусовидной горы — вместо этого над опустевшей магматической камерой обрушивается кровля, образуя широкую и относительно неглубокую впадину — кальдеру. Кикай, в отличие от Йеллоустоуна или Тобы, большей частью скрыт под водой, что, как ни странно, оказалось преимуществом для исследователей.

Сейсмическая «рентгенография» океанского дна

Водная толща позволила ученым провести систематический обзор, который невозможен на суше. Исследователи использовали пневматические пушки, генерирующие управляемые сейсмические импульсы, а донные сейсмометры фиксировали, как эти волны распространяются через земную кору. Скорость и направление волн меняются в зависимости от плотности материала, что позволяет создать подобие рентгеновского снимка недр.

Анализ данных выявил аномалию пониженной скорости распространения волн непосредственно под центром кальдеры на глубине от 2,5 до 6 километров. Снижение скорости более чем на 15 процентов указывает на наличие крупного резервуара, частично заполненного расплавленной породой. По оценкам ученых, доля расплава в этом резервуаре составляет от 3 до 6 процентов и не превышает 10 процентов.

Свежая магма, а не остатки древней катастрофы

Ведущий автор исследования Нобукадзу Сэама подчеркивает: этот резервуар находится в том же месте, что и система, питавшая извержение 7300 лет назад. Однако магма, заполняющая его сейчас, не является остатком той древней катастрофы. За последние 3900 лет в центре кальдеры формируется лавовый купол, и его химический состав отличается от материала извержения Акахоя. Это прямое доказательство того, что в систему поступает абсолютно новая порция магмы из глубин.

«Это означает, что магма, находящаяся сейчас в резервуаре под лавовым куполом, скорее всего, является вновь введенной магмой», — резюмирует Сэама.

Модель, объясняющая поведение супервулканов мира

Открытие позволило ученым предложить общую модель перезарядки гигантских кальдер после извержений. Согласно этой модели, новая магма постепенно внедряется в ту же систему, заполняя опустевший резервуар. Эта модель согласуется с наличием крупных неглубоких магматических очагов под другими гигантскими кальдерами, такими как Йеллоустоун в США и Тоба в Индонезии. Исследователи намерены совершенствовать методы наблюдения, чтобы лучше понимать циклы поступления магмы после гигантских извержений. Их конечная цель — научиться отслеживать критические индикаторы, предшествующие будущим суперизвержениям. Обнаруженные процессы не означают немедленной угрозы взрыва: исследование лишь доказывает, что ответственная за доисторическую катастрофу подземная система остается активной.