Некоторые вулканы извергаются, выбрасывая столько магмы, что ею можно было бы покрыть весь Центральный парк слоем в 12 км, а в результате остается лишь широкий и неглубокий кратер, так называемая кальдера. Примерами таких супервулканов являются Йеллоустонская кальдера, кальдера Тоба и почти полностью подводная кальдера Кикай в Японии, последнее извержение которой произошло 7300 лет назад и стало крупнейшим извержением вулкана в современную геологическую эпоху — голоцен.
Мы знаем, что эти вулканы могут извергаться, но нам очень мало известно о процессах, предшествующих извержению, поэтому мы не можем делать точные прогнозы. «Чтобы понять, как происходят гигантские кальдерные извержения, мы должны разобраться, как может накапливаться такое большое количество магмы», — говорит геофизик из Университета Кобе Сиама Нобукадзу.
То, что кальдера Кикай находится в основном под водой, на самом деле является преимуществом при решении подобных вопросов. Сиама объясняет: «Подводное расположение позволяет проводить систематические крупномасштабные исследования». Поэтому ученый из Университета Кобе использовал пневматические пушки, которые создают искусственные сейсмические импульсы, а также донные сейсмометры, которые фиксируют распространение сейсмических волн в земной коре, чтобы понять ее состояние.
В журнале Communications Earth & Environment команда ученых опубликовала результаты исследования. Было обнаружено, что прямо под вулканом, извержение которого произошло 7300 лет назад, действительно находится область, в значительной степени состоящая из магмы; был определен размер и форма магматического очага. Сиама говорит: «Судя по его размерам и расположению, очевидно, что это тот же магматический очаг, что и при предыдущем извержении».
Но эта магма, скорее всего, не является остатками того извержения. Исследователи обнаружили, что в центре кальдеры за последние 3900 лет сформировался новый лавовый купол, а химический анализ показал, что материал, образовавшийся в результате этой и других недавних вулканических активностей, отличается по составу от того, что было выброшено во время последнего гигантского извержения. «Это означает, что магма, которая сейчас находится в магматическом очаге под лавовым куполом, скорее всего, образовалась недавно», — резюмирует Сима. Это позволило предложить общую модель пополнения магматических резервуаров под кальдерными вулканами.
«Модель повторного внедрения магмы согласуется с существованием крупных неглубоких магматических резервуаров под другими гигантскими кальдерами, такими как Йеллоустоун и кальдера Тоба», — говорит Сиама, надеясь, что результаты его команды помогут лучше понять циклы пополнения магмы после гигантских извержений. В заключение он говорит: «Мы хотим усовершенствовать методы, которые оказались столь полезными в этом исследовании, чтобы глубже понять процессы повторного образования магмы. Наша цель — научиться отслеживать важнейшие показатели будущих гигантских извержений».
[Фото: SEAMA Nobukazu / Kobe University]