Российские ученые совместно с иностранными коллегами выяснили происхождение сотен небольших вулканов Срединного хребта Камчатки. Причиной плавления мантии и последующего вулканизма могло стать выделение воды из отслоившихся кусков земной коры. Предложенный механизм может объяснить происхождение большого объема магм не только на Срединном хребте, но и в других регионах. Статья опубликована в журнале Contributions to Mineralogy and Petrology.
Большинство действующих и потухших вулканов Камчатки появились в результате субдукции — погружения одних пластов земной коры под другие. Литосферные плиты движутся навстречу друг другу, и одна из них начинает погружаться под вторую, провоцируя землетрясения и вулканизм. Под влиянием субдукции более 5 млн лет назад под Камчаткой сформировалась мощная горная цепь — Срединный хребет. С тех пор субдукция перестала действовать, и вулканический фронт сместился к восточному побережью.
Однако около четверти всех вулканических пород Камчатки, возрастом менее 50 тыс. лет, извергнуты именно в районе Срединного хребта. Существовало несколько гипотез об их происхождении. Теперь коллектив ученых из России, Швейцарии и Австралии заметил характерную особенность молодых пород Срединного хребта, позволившую понять, какие процессы привели к возникновению магматических очагов и вулканической активности.
Упрощенная карта Камчатки с указаниями мест взятия проб. Nekrylov et al. / Contrib. to Mineral., 2021
Ученые смогли восстановить состав расплава, который существовал в магматической камере до извержения. В ней наблюдалось высокое содержание воды и низкое — хлора. Эта и другие особенности состава позволили предположить, что вода выделилась из-за разложения амфибола. Этот содержащий воду минерал присутствует в нижней части земной коры, но начинает разрушаться под влиянием больших температур и давлений. Согласно модели ученых, фрагменты нижней коры отслаивались и погружались в более горячую мантию, постепенно нагреваясь и «обезвоживаясь» из-за разложения амфибола, а выделившаяся вода способствовала плавлению окружающих пород. Во время второго эпизода вулканизма на Срединном хребте на площади около 9000 км2 образовалось 2–2,5 тыс. км3 пород. Чтобы выплавить такое количество магмы, потребовалось бы отслоение не менее 7% земной коры с такой же площади.
«Предложенный нами механизм хорошо объясняет образование большого объема магм вдоль Срединного хребта, однако он мог иметь место и в других местах с мощной, 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», — говорит соавтор исследования Николай Некрылов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
