Извержения вулканов — одно из самых красочных проявлений стихии. Мифология и художественная литература пропитаны страхом и преклонением перед мощными силами недр Земли. Вулканы не раз приводили к локальным катастрофам. Однако есть и суперизвержения, которые способны повлиять на развитие жизни на всей планете. Такие события случаются с периодичностью в сотни тысяч или даже миллионы лет, последнее из известных — суперизвержение вулкана Тоба, произошедшее 74–72 тыс. лет назад. Задача учёных — детально изучать геологическую историю супервулканов, чтобы максимально точно прогнозировать вероятность новых гигантских извержений и оценивать их последствия.
Доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры петрологии геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова
Кислые породы — в них содержание кремнезёма (SiO2) от 63 до 78 %. Самый характерный пример — граниты.
Основные породы — в них кремнезёма 44 до 53%. Как, например, в базальтах.
Информационным поводом для статьи в «КШ» послужила недавняя публикация в Science. Я знаком с обоими авторами. Николай Шапиро — выпускник МФТИ и сын известного геолога, исследователя Камчатки Михаила Николаевича Шапиро. С 2005 года Николай работает во Франции, а с 2011-го возглавляет Институт физики Земли в Париже. Иван Кулаков окончил Новосибирский госуниверситет, живёт и работает там же, в Академгородке. Кстати, в свободное от науки время он прекрасно рисует.
Статья Шапиро и Кулакова обязана своим появлением новым данным о глубинном строении Земли в районе знаменитой Йеллоустонской кальдеры, полученным коллективом американских учёных (к сожалению, без участия наших соотечественников) и опубликованным в этом же номере Science. Николай и Иван были приглашены журналом как специалисты мирового уровня для разъяснения широкой публике важности полученных американцами результатов.
Суть заключается в обнаружении под Йеллоустонской кальдерой помимо уже известного гигантского очага кислой магмы ещё большего очага основной и более горячей магмы. Если первый очаг имеет объём около 10 тыс. куб. км и расположен на глубине 10–20 км, то второй находится на глубине 25–45 км и его объём в 4,5 раза больше. Шапиро и Кулаков предположили, что такая двухуровневая система является наиболее существенным отличием Йеллоустона от многих других горячих точек (например, Гавайев) и приводит к периодическим катастрофическим извержениям.
Нижний очаг улавливает все магмы, поднимающиеся из мантии, и буферирует тепло, позволяющее магме накапливаться в верхнем очаге. Выше поднимаются только кислые (более лёгкие) магмы и летучие компоненты (газы). Они-то и приводят к катастрофическим извержениям.
Скорее всего, так происходит во всех местах с периодическими катастрофическими кальдерообразующими извержениями — под Тоба на острове Суматра, в Новой Зеландии, Японии и под кальдерами Камчатки. Петрологические исследования указывают на наличие двух типов магм (кислой и основной) во всех этих точках. Однако прямые геофизические доказательства существования такой крупномасштабной системы получены впервые.
Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №11 (13) за ноябрь 2015 г.