Ученые обнаружили, что магматический резервуар под кальдерой Кикай в Японии, связанной с крупнейшим извержением голоцена (современной геологической эпохи), снова заполняется. Работа опубликована в журнале Communications Earth (ComEarth).
Кальдера — это огромный кратер, который образуется после сверхмощного извержения, когда из недр Земли выходит столько магмы (расплавленной породы), что поверхность буквально проваливается. Такие структуры остаются активными даже спустя тысячи лет. К известным примерам относятся Йеллоустон и Тоба.
Кальдера Кикай сформировалась около 7300 лет назад после одного из самых мощных извержений в голоцене. Однако до сих пор ученые не понимали, как именно такие системы «восстанавливаются» и снова накапливают магму.
Чтобы разобраться в этом, исследователи провели подводное сейсмическое исследование. Они использовали специальные установки, создающие акустические волны и донные сейсмометры — приборы, которые фиксируют, как эти волны проходят через земную кору. По скорости и характеру их распространения можно определить, где находятся расплавленные или плотные участки пород.
В результате ученые обнаружили крупную область под кальдерой, насыщенную магмой. Это магматический резервуар — подземное «хранилище» расплавленной породы, из которого питаются извержения.
«Мы должны понять, как накапливаются такие огромные объемы магмы, чтобы объяснить, как происходят гигантские извержения кальдер», — отметил геофизик Сэма Нобукадзу.
Анализ показал, что этот резервуар совпадает по положению с тем, который участвовал в древнем извержении. Однако магма внутри него оказалась новой. Это выяснили по ее химическому составу: он отличается от вещества, выброшенного 7300 лет назад. Значит, резервуар не просто сохранился, а заново наполняется — происходит так называемая «реинъекция магмы», то есть поступление свежих порций расплава из глубин Земли. Дополнительным свидетельством этого процесса стал лавовый купол — возвышение из застывшей вязкой магмы, которое формируется в центре кальдеры последние 3900 лет.
Полученные данные подтверждают, что даже после катастрофических извержений вулканические системы не «затихают», а постепенно восстанавливаются. Ученые считают, что аналогичные процессы происходят и под другими супервулканами, включая Йеллоустон и Тоба. Это означает, что такие системы могут снова стать активными в будущем.
Исследователи надеются, что понимание того, как именно накапливается магма, поможет лучше прогнозировать извержения. Для этого важно отслеживать ключевые признаки — например, изменение структуры подземных резервуаров и движение расплавленных пород. В дальнейшем ученые планируют усовершенствовать методы наблюдения, чтобы научиться заранее фиксировать процессы, которые могут привести к новым мощным извержениям.
Ранее ученые выяснили, как формируются очаги катастрофических извержений вулканов Курильских островов.