Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Новости>>Новости Геологии


Новости Геологии (112)

Истоки лавы, изливающейся в ходе крупнейших современных извержений, остаются предметом дискуссий. Речь идёт о срединно-океанических хребтах, которые тянутся на десятки тысяч километров в морских глубинах. В этих местах земная кора разрывается, и частично расплавленная порода постоянно заполняет образующиеся пустоты, формируя новую океаническую кору. Эту часть никто не оспаривает.

Остывающая лава исландского Эйяфлатлайокудля (фото Martin Rietze / Corbis)Остывающая лава исландского Эйяфлатлайокудля (фото Martin Rietze / Corbis)Вопрос состоит в том, насколько верно мы интерпретируем лавы этих извержений, то есть правильно ли мы понимаем, что они рассказывают нам о мантии. Это очень важная проблема, потому что у нас слишком мало источников сведений об этой части планеты. И главная трудность заключается в оценке изменений, через которые прошла порода, выйдя из мантии, оказавшись на морском дне и дождавшись учёных. 

Издавна при определении минерального состава этих пород геологи полагаются на так называемую фракционную кристаллизацию. Представьте себе некий объём магмы, которая охлаждается: минералы один за другим застывают и опускаются на дно, и расплавленного материала становится всё меньше. Элементы, находящиеся в расплаве, постепенно реагируют с кристаллизовавшимися минералами, и в конце концов остаются только «несовместимые элементы». Как правило, это редкие элементы, стронций, неодим и гафний, которые и дают ключ к разгадке происхождения магмы в мантии.

Когда магма полностью излита и охлаждена, то, что вы получаете в итоге (то есть состав океанической коры), зависит от начального сочетания элементов (в мантийной породе), времени, ушедшего на остывание, и того, добавлялась ли свежая мантия в процессе. Короче говоря, то, что у вас лежит в горшке, соответствует тому, что вы туда положили, не правда ли?

Нет, говорят геологи Хью О'Нил из Австралийского национального университета и Фрэнсис Дженнер из Института Карнеги (США), которые обнаружили неожиданную закономерность в «несовместимых элементах», действующую во всё мире. Она намекает на более масштабный и единый процесс производства магмы, которая составляет океаническую кору Земли: «круговорот магмы через глобальный ансамбль магматических бассейнов» — вот как они это называют.

Почему это важно? Как поясняет в сопутствующей статье геофизик Альбрехт Хофман из Института химии Общества Макса Планка (ФРГ), это означает, что мы должны пересмотреть процесс, отвечающий за самые объёмные извержения на планете. Такого рода фундаментальные изменения, конечно, случаются не каждый день.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Около 74 тыс. лет назад на острове Суматра произошло чудовищное извержение вулкана Тоба. По оценкам, оно было в 5 тыс. раз масштабнее извержения вулкана Сент-Хеленс в 1980 году. Да что там говорить — это крупнейшее извержение на планете за последние 2 млн лет!

Кратер вулкана Тоба (изображение William Bowen, California Geographical Survey)Кратер вулкана Тоба (изображение William Bowen, California Geographical Survey)Тоба извергнул столько лавы, что хватило бы на два Эвереста. Огромные тучи пепла закрыли солнце на долгие годы. От взрыва остался кратер диаметром 50 км. В дополнение ко всему Андерс Свенссон из Копенгагенского университета (Дания) и его коллеги выяснили, что на обоих полюсах шли дожди из серной кислоты.

Учёные давно вычислили, на какой глубине ледовых шапок Гренландии и Антарктики следует искать следы извержения Тобы, но до сих пор не удалось найти никаких остатков пепла. Зато на этот раз найдены слои серной кислоты. Датировка сходится.

Анализ кернов позволил также прояснить детали того, насколько радикально изменился климат в годы после извержения. Ранее исследователи подсчитали, что подобное событие могло привести к снижению среднемировой температуры на 10 ˚C и что холода могли продержаться десятилетия. В действительности, судя по кернам, охлаждение было кратковременным и не носило глобального характера. Южное полушарие его практически не заметило.

Кроме того, новые данные могли бы уладить некоторые археологические дебаты. Извержение Тобы произошло в критический момент ранней истории человечества, когда Homo sapiens впервые высунул нос из Африки. Учёным хотелось бы знать, повлияло ли на историю нашего рода это событие и можно ли говорить об уничтожении значительной части популяции.

Слои пепла, найденные в Азии, служат очень важной точкой отсчёта для работы с артефактами, которые слишком стары для радиоуглеродного датирования. Обнаружение кислотных слоёв в кернах льда может стать ещё одним фоном, который позволит поместить археологические находки в климатический контекст.

Результаты исследования опубликованы в журнале Climate of the Past.

 


 Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Гималаи могут оказаться на 20 млн лет младше, чем мы думаем, считают исследователи из Сиднейского университета (Австралия).

Деревня Тенгбоче в Непале, где расположен известный монастырь (фото Murat Selam)Деревня Тенгбоче в Непале, где расположен известный монастырь (фото Murat Selam)Профессор Джонатан Эйтчисон и его коллеги полагают, что Индийский субконтинент врезался в Евразию много позже, всего 35 млн лет назад, а не 55 млн, как написано в учебниках. При этом на пути к северу Индия пережила многочисленные столкновения.

Очевидно, что Индию и Азию океан не разделяет с тех самых пор, как они соединились. Поэтому имеет смысл анализировать возраст наиболее молодых пород морского происхождения между двумя массивами суши. Их датировка как раз и даёт те самые 35 млн лет.

Кроме того, исследователи обратили внимание на возраст самых молодых вулканических пород, имеющих отношение к процессу субдукции и залегающих вдоль южных границ Азии. Субдукцией называется захождение одной литосферной плиты под другую. Зачастую она связана с вулканической активностью — например, в Тихоокеанском огненном кольце.

Как только океан Тетис, который разделял древние континенты Гондвану и Лавразию, окончательно исчез (это произошло, когда Индия зашла под Азию), вулканизм этого типа прекратился. Соответственно, самые молодые породы, относящиеся к этому процессу, тоже способны указать на время столкновения.

Третьей линией доказательств стали грубозернистые осадочные породы. Дело в том, что, когда происходит столкновение тектонических платформ и поднимаются новые горные цепи, такие породы сбрасываются горами в виде гравия.

Время формирования Гималаев — важный вопрос, ведь всякий раз, когда появляется новый горный массив (особенно такой высоты), он оказывает сильное влияние на климатические системы, меняя пути атмосферной циркуляции. Например, нынешние азиатские муссоны — порождение Гималаев.

Результаты своих исследований г-н Эйтчисон опубликовал пока лишь в виде короткого письма в журнале PNAS (комментарий экспертов здесь) и представил на специальном мероприятии. Кроме того, на его счету ряд статей о частных вопросах хронологии столкновения Индии и Азии.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Извержения вулканов обычно невелики, но порой их сила такова, что под угрозой оказываются целые цивилизации.

Один из методов скелетизации, применявшихся для измерения размеров пузырьков и поровых каналов. A) Скелет, сохраняющий топологию, с обозначенными красным узлами в местах пересечения ответвлений. B) Максимально вписанные сферы, применявшиеся для расчёта объёма пузырьков. C) Максимально вписанные сферы, применявшиеся для расчёта диаметра поровых каналов. Толщина стенок была тоже определена с помощью максимально вписанных сфер. (Изображение J. Fife / PSI; D. Baker / McGill University.)Один из методов скелетизации, применявшихся для измерения размеров пузырьков и поровых каналов. A) Скелет, сохраняющий топологию, с обозначенными красным узлами в местах пересечения ответвлений. B) Максимально вписанные сферы, применявшиеся для расчёта объёма пузырьков. C) Максимально вписанные сферы, применявшиеся для расчёта диаметра поровых каналов. Толщина стенок была тоже определена с помощью максимально вписанных сфер. (Изображение J. Fife / PSI; D. Baker / McGill University.)К сожалению, учёные пока не знают, каким образом можно предсказать силу извержений. В то же время известно, что извержения вызываются быстрым расширением пузырей, которые формируются в воде и прочих летучих веществах, запертых в поднимающейся из глубин расплавленной породе. Этот механизм во многом схож с тем, что происходит, когда вы встряхиваете бутыль с газировкой, а потом откручиваете крышку. Насколько быстро или медленно вулкан и напиток расстанутся с газом, зависит от взаимодействия двух процессов — роста пузырьков и потери газа. Формирование и рост пузырьков и их влияние на свойства магмы — вот что стоило бы изучить ради предсказания масштабов извержений.

Международная исследовательская группа во главе с Доном Бейкером из Университета Макгилла (Канада) выяснила, что разница между слабыми и сильными извержениями коренится в первых десяти секундах роста пузырьков в расплавленной породе. Поэтому делается вывод о необходимости специальных систем мониторинга, которые смогут информировать о быстрых изменениях состава и движения газа в эти краткие, но важные моменты.181012sthelensИзвержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году (фото Austin Post, USGS)

Учёные наблюдали рост вулканических пузырьков в реальном времени путём нагрева водоносной магматической породы с помощью недавно разработанной лазерной системы швейцарского синхротрона SLS и рентгеновской 3D-микрофотографии образцов во время первых 18 секунд роста пузырьков и образования пены. С помощью полученных изображений удалось измерить количество и размер пузырьков, изучить геометрию связей между ними, а также вычислить, насколько быстро газ выходил из образца и как падала сила пены.

Оказалось, что поначалу в каждом кубическом сантиметре возникали тысячи маленьких пузырьков, которые очень быстро сливались в пену из крупных пузырей. Чем выше была потеря газа, тем сильнее снижалась сила пены. И всё это за 15 секунд.

Затем учёные выяснили, что даже небольшого количества воды в расплавленной породе достаточно, чтобы вызвать разрушительное извержение. В большинстве случаев газ выходит слишком быстро, приводя к незначительным извержениям, но иногда скорость образования пузырьков очень велика или условия таковы, что они не могут слиться в пену, и тогда случается катастрофа.

Это маленький, но важный шаг на пути к предсказанию характера извержений.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

 


 

Источник: КОМЬЮЛЕНТА


 

 

 

Всего 41 тыс. лет назад стрелка компаса на нашей планете показала бы на юг — как на Марсе сейчас. Учёные из Гельмгольцовской ассоциации германских исследовательских центров (точнее, из входящего в неё Центра наук о Земле) сделали именно такой вывод после изучения проб донных осадков Чёрного моря.

Последняя инверсия магнитного поля Земли была гораздо позже, чем принято думать. (Здесь и ниже иллюстрации Norbert R. Nowaczyk / GFZ.)Последняя инверсия магнитного поля Земли была гораздо позже, чем принято думать. (Здесь и ниже иллюстрации Norbert R. Nowaczyk / GFZ.)Тогда на планете был ледниковый период, и наличное человечество больше увлекалось выживанием, нежели разработкой всяких там компасов. Поэтому до разрыва шаблонов дело так и не дошло.

Но, строго говоря, ещё не поздно. Исследователи под руководством Норберта Новачика и Хельге Арца обнаружили, что скорость смены магнитных полюсов Земли тогда была просто рекордной. Инверсии магнитного поля в истории планеты, безусловно, случались, но никакой закономерности в их смене замечено не было: то десятки миллионов лет ничего, то следуют друг за другом каждые несколько десятков тысячелетий. Однако до этого открытия считалось, что в последний раз магнитные полюса менялись местами 780 тыс. лет назад, а длилось изменение 1 200–10 000 лет. Заметим также, что мнения учёных по этому вопросу расходятся, равно как и намагниченность тогдашних осадочных пород в разных точках планеты.

Но, оказывается, 41 тыс. лет назад всё было не так. «Геометрия поля инвертированной полярности, линии которого указывали в прямо противоположном нынешней конфигурации направлении, существовала всего 440 лет и была связана с магнитным полем, которое по силе составляло четверть нынешнего, — объясняет Норберт Новачик. — Собственно изменение полярности длилось лишь 250 лет. В геологических временных масштабах это очень быстро». И действительно: если в 2009 году скорость движения северного магнитного полюса составила 64 км/год, то за 1 000 лет даже при постоянно изменяющемся направлении движения он может переместиться, скажем, в Антарктиду. Но за 250 лет?!Кроме резкого изменения температуры в Гренландии, никаких катастрофических последствий ни для климата, ни для биоразнообразия ослабление магнитного поля и извержение супервулкана почему-то не имелиКроме резкого изменения температуры в Гренландии, никаких катастрофических последствий ни для климата, ни для биоразнообразия ослабление магнитного поля и извержение супервулкана почему-то не имели

Самое интересное в другом: по всем расчётам выходит, что за эту четверть тысячелетия магнитное поле было в двадцать раз слабее нынешнего. Компьютерной индустрии повезло: развивайся она в ту эпоху, ей было бы суждено навеки остаться ламповой, потому что уровень космической радиации, попадающей на поверхность Земли, страшно усложнил бы работу неэкранированных транзисторных микросхем.

В результате описанных драматических событий пик радиоактивного бериллия-10 в пробах льда того времени не заставил себя ждать. То же, разумеется, относится и к углероду-14.

Кроме того, изучение проб показало, что 39 400 лет назад, то есть близко к смене магнитного поля, произошли иные катаклизмы — скажем, извержения супервулкана в Италии, вынесшие в атмосферу 350 км³ пепла. Разумеется, это вызвало климатические колебания, следы которых отмечают и немецкие учёные. Правда, они имели не слишком глубокое влияние в сравнении с другими факторами, воздействовавшими на погоду в ту эпоху.

Но есть и другие вопросы. Вспомним о гипотезе, утверждающей, что во время смены магнитных полюсов магнитное поле Земли так слабо, что резко выросшая радиация должна серьёзно навредить всему живому и привести к куда более заметным последствиям. Так, утверждалось, что, случись такое в наши дни, человечество испытало бы глобальную катастрофу, а может, и кануло бы.

И наконец. В качестве общего места часто утверждается, что магнитосфера обеспечивает защиту, без которой жизнь на Земле не могла бы существовать. Мол, Марс, магнитное поле которого очень мало, потерял значительную часть своих бывших океанов и атмосферы частично из-за прямого воздействия солнечного ветра, уносившего их в космос (правда, с Луной, Меркурием и многими другими было почему-то наоборот).

Как всё это совместить с 250-летним двадцатикратным падением уровня магнитного поля, которое не привело ни к каким массовым вымираниям видов? Более того, обычно на магнитном экваторе напряжённость магнитного поля планеты вдвое меньше, чем на полюсах, и в 1,5 раза — чем «в среднем по больнице». Где же следы гибели видов в его районе в условиях тридцатикратно ослабленного поля? Ведь, среди прочего, здесь проживали десятки поколений Homo Sapiens — существ, считающихся весьма уязвимыми к радиации…

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

 

 

12 октября возобновилась программа НАСА Operation IceBridge, и исследователи всего мира устремили свои взоры на шельфовый ледник Пайн-Айленд в Антарктиде, где находится крупный разлом, измеренный в ходе прошлогодней кампании.

Безоблачное небо позволило спутнику Terra запечатлеть разлом 12 октября 2012 года с помощью инструмента MODIS. (Изображение NASA Goddard MODIS Rapid Response Team.)Безоблачное небо позволило спутнику Terra запечатлеть разлом 12 октября 2012 года с помощью инструмента MODIS. (Изображение NASA Goddard MODIS Rapid Response Team.)Эта трещина длиной около 30 км знаменует собой начало процесса создания массивного айсберга. В 2001 и 2007 годах от ледника Пайн-Айленд уже откалывались большие плавучие горы, но лишь в 2011-м удалось как следует произвести все измерения с воздуха.Изображение, полученное посредством радара с синтезированной апертурой со спутника TerraSAR-X 14 сентября. Изменений с тех пор не замечено. (Изображение German Aerospace Center.)Изображение, полученное посредством радара с синтезированной апертурой со спутника TerraSAR-X 14 сентября. Изменений с тех пор не замечено. (Изображение German Aerospace Center.)

Несмотря на трещину, шельфовый ледник оставался устойчивым в течение кампании 2011 года и пребывает таковым по сей день. Учёные продолжали следить за ним с помощью различных спутниковых инструментов. Предлагаемые вашему вниманию изображения демонстрируют изменения в разломе, произошедшие за последние месяцы и выявленные приборами MODIS американских космических аппаратов Aqua и Terra, а также радаром с синтезированной апертурой немецкого зонда TerraSAR-X.

 Немецкий спутник TerraSAR-X получил эти изображения с октября 2011 года по 14 сентября 2012Немецкий спутник TerraSAR-X получил эти изображения с октября 2011 года по 14 сентября 2012


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Исследователи из Саутгемптонского университета (Великобритания) обнаружили повторяющийся спусковой механизм самых крупных взрывных извержений вулканов на Земле.

Вулкан Лас-Каньядас (фото Barry Marsh)Вулкан Лас-Каньядас (фото Barry Marsh)Вулканическая кальдера Лас-Каньядас на Тенерифе (Канарские острова) произвела по крайней мере восемь сильных извержений в течение последних 700 тыс. лет. В результате колонны извержений превышали 25 км в высоту, разбросав пирокластический материал более чем на 130 км вокруг. Даже самый слабый из этих катаклизмов по количеству выброшенного материала более чем в 25 раз превышал извержение исландского вулкана Эйяфлатлайокудль 2010 года.

Анализ магматических образований, сформированных накоплением кристаллов в магме и обнаруженных в пирокластических отложениях, показал, что предвулканическое смешивание в магматическом бассейне, где более старая и более прохладная магма смешивается с более юной и горячей, выступает в роли триггера крупномасштабных извержений.

Эти образования хранят образцы финальной магмы, какой она была непосредственно перед извержением, и могут рассказать обо всех изменениях, происходивших в вулканическом очаге, вплоть до взрыва.

Ведущий автор работы Рекс Тейлор поясняет: «Эти зёрна особенные, потому что их выбросило из магматического очага прежде, чем они стали абсолютно твёрдыми. В тот момент они были мягкими, как будто их скатали из грубого влажного песка. Края кристаллов в этих образованиях выросли из совсем другой магмы, а это значит, что активное смешивание имело место непосредственно перед извержением».Схема механизма, раз за разом приводившего к извержениям (изображение Tom Gernon)Схема механизма, раз за разом приводившего к извержениям (изображение Tom Gernon)

Соавтор Том Джернон отмечает также: «Само присутствие мягких зёрен в пирокластических отложениях говорит о том, что во время извержения магматический бассейн пустеет и разрушается, создавая кальдеру».

Вулкан Лас-Каньядас включён Международной вулканологической ассоциацией в число объектов, достойных особого исследования как источник крупных, разрушительных извержений вблизи населённых районов. Его изучение может дать неоценимые сведения для оценки возможности будущих извержений, способных не только накрыть Тенерифе, но и нанести ущерб экономике всей Европы.

Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Два сильных землетрясения, произошедших в Индийском океане 11 апреля 2012 года, могут сигнализировать о последнем этапе формирования новой границы между литосферными плитами.

В апреле 2012-го в Индо-Австралийской платформе одновременно разорвались по крайней мере четыре разлома, в результате в течение двух часов случились два землетрясения магнитудой выше 8,0. (Красные звёзды указывают на эпицентры.) (Изображение Keith Koper / University of Utah Seismograph Stations.)В апреле 2012-го в Индо-Австралийской платформе одновременно разорвались по крайней мере четыре разлома, в результате в течение двух часов случились два землетрясения магнитудой выше 8,0. (Красные звёзды указывают на эпицентры.) (Изображение Keith Koper / University of Utah Seismograph Stations.)Геологический стресс, раздирающий Индо-Австралийскую платформу, скорее всего, и стал причиной землетрясений магнитудой 8,6 и 8,2, которые прошли вдоль многочисленных разломов. Толчки продолжались в течение шести дней после этого.

Свои соображения на этот счёт специалисты изложили в журнале Nature в трёх статьях.

Гипотеза о разрушении Индо-Австралийской плиты существует с 1980-х годов. Землетрясения 11 апреля стали наиболее ярким свидетельством правоты сейсмологов, подчёркивает Маттиас Делеклюз из Высшей нормальной школы Парижа (Франция), ведущий автор первой статьи.

Согласно преобладающей теории тектоники плит, Индо-Австралийская платформа начала деформироваться около 10 млн лет назад. Дело в том, что она продвигается на север, но её тормозит Евразийская плита. В ходе столкновения не только создаются Гималаи, но и замедляется индийская часть плиты. Между тем на последнюю наседает австралийская часть, отсюда и напряжённость.

Группа г-на Делеклюза выявила стресс при моделировании, выполненном незадолго до землетрясений 2012 года. Учёные обнаружили, что два предыдущих толчка близ восточной границы плиты (землетрясение магнитудой 9,1 в 2004 году, вызвавшее катастрофическое цунами, и ещё одно, 2005 года), вероятно, стали непосредственной причиной недавних событий, но сами по себе они не могли вызвать последующие толчки. Должен быть какой-то дополнительный источник стресса. По всей видимости, те землетрясения лишь усилили напряжение в средней области платформы.

Большинство крупных землетрясений происходит в том случае, если две плиты, сталкиваясь, заходят одна за другую. Напротив, когда платформы или их части скользят горизонтально вдоль линии разлома, это обычно приводит к сдвиговым толчкам поменьше. Однако первое из землетрясений 11 апреля бросило вызов теории, оказавшись крупнейшим сдвиговым землетрясением в истории наблюдений и одним из сильнейших, произошедших вдали от границ плит.

Во второй статье исследователи сообщают о том, что в ходе первого из землетрясений 11 апреля сброс напряжения, накопленного во внутренней части плиты, привёл к формированию никогда прежде не наблюдавшейся картины разломов. В отличие от большинства землетрясений, проходящих по одному разлому, этот разрыв охватил целых четыре, один из которых сдвинулся на 20–30 м.

Предыдущие работы уже выявили множественные сдвиги в результате землетрясения магнитудой 8,6, но в мельчайших деталях последние до сих пор не рассматривались.

Третья статья посвящена не самим землетрясениям, а их последствиям. Учёные обнаружили, что в течение шести дней после этого события землетрясения силой 5,5 и больше случались почти в пять раз чаще обычного, причём прокатились по всему миру, хотя афтершоки, как правило, ограничиваются непосредственной близостью от главного эпицентра.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Супервулкан на архипелаге Санторин резко активизировался в начале 2011 года - в январе прошлого года под вулканом внезапно появился гигантский "пузырь" из свежей магмы, чье появление привело к повышению высоты отдельных островов на 8-14 сантиметров, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

175346694Супервулканы представляют собой гигантские полости под земной поверхностью, непрерывно заполняющиеся поступающей из недр Земли магмой. Создающееся давление способно вызывать извержение, мощность которого в десятки тысяч раз превышает любое из известных современных вулканических извержений. На поверхности Земли присутствие супервулканов определяется по кальдерам - гигантским кратерам, возникающим в результате проседания магматического очага.

Группа геологов под руководством Дэйвида Пайла (David Pyle) из Оксфордского университета (Великобритания) обратила свое внимание на Санторин в январе 2011 года, когда датчики на одном из островов архипелага зафиксировали серию небольших землетрясений.

До извержения в 1628 году до нашей эры архипелаг Санторин представлял собой единый клочок суши. Катастрофическое извержение разрушило середину острова и оставило на его месте выемку объемом в 133 кубических километров. Разрушение острова вызвало цунами, "бомбардировку" окружающих территорий обломками и вулканическим пеплом, которые нанесли смертельный удар по критско-минойской цивилизации.

В начале 2011 года Пайл и его коллеги отправились в экспедицию на Санторин и провели там больше года, изучая состояние вулкана и наблюдая за дальнейшим развитием событий. За это время ученые получили и проанализировали данные не только с земных приборов, но и космических спутников.

"Во время моей полевой экспедиции на Санторин в 2011 году, мне стало ясно, что многие местные жители знали об изменениях в поведении вулкана. Тур-гиды, посещающие вулкан по несколько раз в день, оповещали меня о колебаниях в силе запаха газов, которые исходили из жерла, и об изменениях в цвете воды вокруг островов архипелага", - пояснила одна из участниц группы Мишель Паркс (Michelle Parks) из Оксфордского университета.

В ходе экспедиции ученые анализировали наземные и спутниковые данные, отмечая изменения в ландшафте и пытаясь оценить скорость, с которой заполнялся резервуар магмы под кальдерой Санторина.

Оказалось, что пробуждение вулкана привело к повышению высоты некоторых островов в архипелаге на 8-14 сантиметров, что произошло всего за несколько недель. Это связано с тем, что магматическая камера вулкана была практически молниеносно заполнена свежим расплавом пород, чей объем составлял 10-20 миллионов кубических метров.

Как отмечают геологи, столь быстрое заполнение резервуара под кальдерой Санторин является достаточно неожиданным открытием. Раньше считалось, что эта полость заполняется в течение нескольких десятков или даже сотен лет. По словам ученых, за год вулкан накопил столько магмы, сколько раньше собиралось за 10-20 лет.

На этот раз катастрофы не произошло - вулкан успокоился через несколько месяцев после выхода из "спячки". Кроме того, магматический "пузырь" был слишком маленький для мощного взрыва - он в тысячу раз меньше резервуара, взорвавшегося при катастрофическом извержении Санторин в 1628 году до нашей эры. Тем не менее, столь быстрое заполнение резервуара магмой требует пересмотра теорий, описывающих поведение супервулканов, заключают ученые.


Источник: РИАНОВОСТИ


 

«Многие думают, что пришёл дьявол. Некоторые считают, что это начало конца света». Для Джорджа Генриха Криста, который написал это 23 января 1812 года, землетрясения, разорвавшие долину реки Миссисипи, были совершенно необъяснимым явлением.

Прошло два столетия. Можно ли говорить о том, что сейчас человечество приблизилось к пониманию подобных катаклизмов?

Гавайский вулканизм — нерешённая проблема традиционной теории тектоники плит. (Фото Richard A. Cooke III / Getty Images.)Гавайский вулканизм — нерешённая проблема традиционной теории тектоники плит. (Фото Richard A. Cooke III / Getty Images.)Разрушительные землетрясения, произошедшие на Среднем Западе США, где им, казалось бы, неоткуда было взяться, не единственная загадка из числа тех, что по сей день мучают геологов. «Ископаемый» ландшафт у западного побережья Шотландии, подводные вулканы в южной части Тихого океана, вспученная земля на юге Африки — повсюду мы видим примеры того, что одной теории тектоники плит явно недостаточно.

Новая серия исследований намекает на то, что ответ лежит гораздо глубже. Возможно, геология на пороге открытий, которые встряхнут науку так же, как теория тектоники плит сделала это полвека назад.

Главная идея этой теории заключается в том, что верхний слой Земли (группа пород, уходящая на глубину до 60–250 км) состоит из нескольких относительно жёстких частей, которые плавают на вершине вязкой мантии. Впервые эту мысль о литосфере высказал в 1912 году немецкий геофизик Альфред Вегенер. Опираясь на распределение окаменевших останков животных и растений, он предположил, что некогда на планете существовал единый континент Пангея, который распался на нынешние материки примерно 200 млн лет назад.

Учёный не смог описать механизм подобного движения, и его гипотеза подверглась осмеянию. Но постепенно накопился корпус доказательств правоты Вегенера, и в 1960-х исследователям пришлось наконец-то признать, что тектоника плит способна не только объяснить многие особенности рельефа Земли, но и тот факт, что сейсмическая и вулканическая деятельность планеты сосредоточена в основном вдоль определённых полос, которые резонно считать границами между литосферными плитами.

Кое-где плиты раздвигаются. На суше это приводит к образованию рифтовых долин, а на дне океана — к выходу мантийного материала, который, застывая, творит новую кору.

В других местах плиты давят друг на друга, порождая горные цепи или ныряя друг под друга в зонах субдукции. В последнем случае это приводит к появлению глубоких желобов в океане.Модель строяния Земли

Теория оказалась настолько удачной, что к ней стали относится едва ли не с религиозным благоговением. «Все глаза устремились к горизонтальному движению, и учёные пропустили кое-что ещё более интересное», — отмечает геолог Ники Уайт из Кембриджского университета (Великобритания).

Речь идёт о том, что происходит глубоко внутри Земли, далеко за пределами стандартной тектонической теории. Американский геофизик Джейсон Морган , пионер современного взгляда на тектонику плит, в 1970-х годах одним из первых придрался к собственной теории, занявшись вулканизмом на Гавайских островах. Этот архипелаг расположен за тысячи километров от границ Тихоокеанской плиты, на которой он сидит. Теория тектоники плит объясняет местный вулканизм тем, что в этом месте плита почему-то тонка, из-за чего мантийный материал и вырывается наружу. Морган обратил внимание на идею, высказанную ранее канадским геофизиком Джоном Тузо Уилсоном, о струе мантийного материала, которая по неизвестным причинам прокладывает себе путь наверх.

Гипотеза шла против течения, поэтому с ней начали всерьёз работать только в середине 1980-х, когда сейсмические волны открыли нам много нового о внутренней части планеты. Дело в том, что эти волны распространяются с различной скоростью через материалы различной плотности и температуры.

Составленные на основании новых данных трёхмерные карты были грубыми и нечёткими, но они свидетельствовали о том, что динамика мантии намного сложнее, чем было принято считать. Со временем удалось обнаружить два огромных скопления очень горячего и плотного термохимического материала в нижней части мантии близ границы с расплавленным ядром. Один находится в южной части Тихого океана, а другой — под Африкой. Каждый имеет несколько тысяч километров в поперечнике, и над каждым возвышается столб горячего материала, который, кажется, растёт по направлению к поверхности.

Это могло бы объяснить, почему дно в центре южной части Тихого океана примерно на километр возвышается над окружающей местностью. То же самое можно сказать и об Африке. «Весь регион от Конго до Южной Африки, включая Мадагаскар, словно подпирается этим плюмом», — говорит г-н Уайт.

Затем удалось выявить мантийные столбы поменьше под Исландией и Гавайями, что объясняет и появление этих островов, и их вулканизм. В то же время у берегов Аргентины морское дно, напротив, уходит вниз почти на километр, за что, по новым данным, несёт ответственность холодный и нисходящий поток в мантии. Аналогичное явление происходит в Африке: на вершине огромного восходящего потока обнаружены восходящие и нисходящие струйки поменьше, которые соответствуют местным особенностям топографии.

Короче говоря, куда ни посмотри — всюду вертикальное движение, перестраивающее поверхность Земли.

Остаётся, правда, неясным, что за механизм лежит в основе этих процессов. Стандартная теория тектоники плит гласит, что материал, погружаясь в мантию в зонах субдукции, возвращается на поверхность благодаря вулканической активности вблизи той же зоны или дальше, на границах плит (см. инфографику выше; высокое разрешение здесь ). Однако, по новым данным, значительная часть материала той плиты, что подходит под другую, отправляется в нижнюю мантию. Как указывает Дитмар Мюллер из Сиднейского университета (Австралия), мантии необходимо сохранить баланс массы, поэтому этот материал или его эквивалент надо вернуть наверх.

Но как именно? Моделирование, проведённое в прошлом году Бернхардом Штайнбергером из Германского исследовательского центра наук о Земле и его коллегами, показало , как субдуцированная плита, продвигаясь к границе между мантией и ядром, раздвигает материал вокруг себя. Как только последний попадает в термохимическое скопление, начинают формироваться восходящие потоки. «Как видим, плюмы образуются более или менее в одних и тех же местах», — подчёркивает г-н Штайнбергер. Например, модель говорит о том, что погружение плиты под Алеутскими островами близ Аляски питает мантийный поток под Гавайями.

Тем временем Клинт Конрад из Гавайского университета в Маноа (США) и его коллеги смоделировали эффект движения тектонических плит, пока мантия движется в другом направлении. Они обнаружили: если подобный эффект имеет место в регионе, где плотность мантии варьируется или вышележащая плита имеет неодинаковую толщину, это может привести к тому, что мантийный материал будет плавиться и подниматься. Данная модель совершенно верно предсказала, что вулканы должны появиться на западе, а не на востоке Восточно-Тихоокеанского поднятия — срединно-океанического хребта, который идёт примерно параллельно западному побережью Южной Америки. Сейсмические измерения показывают, что мантия и часть плиты к западу от хребта движутся в противоположных направлениях, а мантия и часть плиты к востоку — нет. Модель также предсказывает, что этот эффект имеет наибольшую силу в западной части США, на юге Европы, в Восточной Австралии и Антарктиде, то есть в районах вулканической активности за пределами границ литосферных плит.

Если динамика глубинного строения Земли способна изменить рельеф поверхности сегодня, то это верно и для вчерашнего дня. Но в то время, как палеонтологическая и геологическая летописи способны рассказать нам о континентальном дрейфе далёкого прошлого, сейсмические измерения работают только здесь и сейчас.

Впрочем, г-н Уайт и его коллеги обнаружили некоторые намёки на историю у западного побережья Шотландии. Они устроили несколько взрывов и по сейсмическим волнам выявили «ископаемый» ландшафт, которому около 55 млн лет. Он изобилует холмами, долинами и речными руслами, залегая на глубине 2 км под морским дном.

Изучая изменения русла рек, учёные смогли показать, что когда-то этот ландшафт поднялся примерно на километр над уровнем моря, после чего был вновь погребён. Всё это произошло слишком быстро, чтобы уничтожение гор можно было списать на тектонику плит и эрозию. Скорее всего, дело в мантийной струйке, отклонившейся от того плюма, что питает исландские вулканы. «Представьте себе, что под ковром пробежала крыса: ковёр поднялся и опустился», — поясняет учёный.

Группа г-на Мюллера пришла к выводу, что аналогичное вертикальное движение имело место в Восточной Австралии в меловом периоде (65–145 млн лет назад).

Даже то, что раньше, казалось бы, полностью опиралось на теорию тектоники плит, теперь выглядит по-другому. Например, считается, что Гималаи сформировались 35 млн лет назад, когда Индийская плита врезалась в Евразийскую. Однако тектоника плит никак не объясняет того, что плита развила фантастическую скорость в 18 см в год (вместо обычных восьми).

Стивен Кейнд и Дейв Стегман из Института океанографии Скриппса (США) полагают , что и тут не обошлось без мантийного плюма. Кстати, именно он считается источником масштабного извержения, сформировавшего Деканские траппы около 67 млн лет назад.

Аномальная и временами разрушительная сейсмичность Среднего Запада США тем временем может объясняться как раз тектоникой плит и распространением поверхностного напряжения, но и здесь имела место вертикаль. В 2007 году Алессандро Форте из Университета Квебека (Канада) и его коллеги возложили ответственность на древнюю плиту Фараллон, которая начала опускаться в мантию вдоль западного побережья Северной Америки во время мелового периода. Моделирование показало, что к настоящему времени плита ушла достаточно глубоко, чтобы вызвать даунвеллинг долины реки Миссисипи и деформацию вышележащей литосферы, что и привело к катастрофическим землетрясениям двухсотлетней давности.

Не все согласны с новой теорией. Джиллиан Фулгер из Даремского университета (Великобритания) утверждает , что область вокруг Исландии, например, не горячее остальной части Срединно-Атлантического хребта. Топография Исландии и тамошняя вулканическая активность могут адекватно объясняться тектонической активностью на границе плит без привлечения плюмов. Она и её коллеги также отмечают, что, хотя сейсмические волны и впрямь медленнее путешествуют под Исландией, Гавайями и другими «горячими точками», эта аномалия не наблюдается на всём пути к нижней мантии.

Энтузиасты полагают, что со временем будут получены более чёткие сейсмические данные, которые подтвердят новую теорию. Например, в США разворачивается проект EarthScope , который покроет сейсмографами всю страну. Хорошо бы сделать что-то подобное в Африке и на дне Тихого океана. А ещё лучше — на всей планете!

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

2.12 Животный мир неогенового периода

14-04-2013 Просмотров:28300 Животные (Animalia) Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

2.12 Животный мир неогенового периода

Оглавление 1. Общие сведения о животных 1.1. Разделение классификации животных 2. Появление и эволюция животных 2.1. Протерозой. Довендская биота. Животный мир вендского периода (эдикария) 2.2. Фанерозой. Животный мир кембрийского периода. Кембрийский взрыв 2.3. Животный мир ордовикского периода 2.4. Животный мир силурийского периода 2.5. Животный мир...

Разработан тест на бактериальный IQ

25-01-2011 Просмотров:7287 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Разработан тест на бактериальный IQ

Международная группа учёных во главе с Эшелем Бен-Якобом из Тель-Авивского университета (Израиль) разработала тест на IQ... для социальных бактерий. Paenibacillus vortex формируют поразительно сложные колонии. (Иллюстрация Eshel Ben-Jacob's Bacterial Cybernetics Group.)...

Эксперты полагают, что киты могут выбрасываться на сушу из-за шума

22-02-2013 Просмотров:8184 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Эксперты полагают, что киты могут выбрасываться на сушу из-за шума

Точная причина того, почему киты и дельфины выбрасываются на сушу, не известна ученым, однако предположительно чувствительные к шуму млекопитающие сводят счеты с жизнью из-за болезней и глухоты, заявил комиссионер РФ...

Рыбы привыкают к глобальному потеплению быстрее, чем ожидалось

06-12-2011 Просмотров:7107 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Рыбы привыкают к глобальному потеплению быстрее, чем ожидалось

Некоторым рыбам коралловых рифов достаточно два поколения, чтобы привыкнуть к повышению температуры воды на три градуса. Именно на столько, по мнению учёных, нагреется Мировой океан через сто лет. Помацентровые рыбы оказались...

Серенады летучих мышей исполняются дамами

14-11-2012 Просмотров:8210 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Серенады летучих мышей исполняются дамами

Немецкие ученые выяснили, что у летучих мышей не самцы поют самкам серенады, а наоборот. У ночных обитателей тропиков мешкокрылов именно дама должна спеть первой, чтобы привлечь внимание самца. Правда, люди...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.