Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Показать содержимое по тегу: Извержения


Некоторые вулканы в буквальном смысле взрываются и теряют часть своей вершины во время извержений из-за формирования микроскопических наночастиц оксида железа в их магме, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Извержение вулкановИзвержение вулканов"Результаты последних наблюдений за вулканами, а также эксперименты в лабораториях и компьютерные расчеты показывают, что взрывообразные извержения вулканов предваряют резкие изменения в характере движения магмы по его недрам. Эти сдвиги происходят в результате небольших изменений в химическом составе риолитовой магмы, которые возникают из-за ее кристаллизации, перемешивания или обновления", — рассказывает Данило ди Дженова (Danilo Di Genova) из Бристольского университета (Великобритания).

Под каждым вулканом существует магматическая камера – резервуар из пористых пород, которые могут впитывать в себя большие количества жидкой магмы. Перед извержением эта камера переполняется, что приводит к ее "раздуванию" и подъему высоты местности в окрестностях вулкана. По тому, как сильно "раздулась" камера, ученые могут оценить объем содержащейся в ней магмы и дать оценки по силе извержения и вероятности его возникновения.

Так художник представил себе то, как возникают взрывообразные и "нормальные" извержения вулкановТак художник представил себе то, как возникают взрывообразные и "нормальные" извержения вулкановПроцесс наполнения этой камеры, как объясняют ученые, обычно протекает "рывками", а не с постоянной скоростью. В результате этого давление внутри магматической камеры резко меняется, и эти изменения порождают относительно слабые и долгопериодические сейсмические волны, движущиеся в сторону поверхности. Человек эти толчки не ощущает, но приборы сейсмологов фиксируют их у каждого активного вулкана.

Одной из главных загадок извержений вулканов, как отмечает ди Дженова, является то, почему некоторые из них ведут себя относительно спокойно во время извержений, а другие взрываются, выбрасывая огромные количества горячей магмы, гигантских булыжников и пепла на высоту в несколько сот метров.

Оказалось, что сильнее всего на "взрывоопасность" вулкана влиял химический состав его магмы, как много щелочных металлов, а также железа и алюминия в ней содержалось. При определенной комбинации и тех, и других элементов, к примеру, при высокой концентрации калия и относительно низких долях железа, внутри магмы происходит необычный процесс, который резко меняет ее свойства и делает ее более густой и более склонной к накоплению пузырьков газа.

Эти изменения, как объясняют геологи, развиваются по той причине, что в расплаве начинают формироваться нанокристаллы оксида железа, вокруг которых начинают скапливаться пузырьки из газа. Это резко повышает плотность магмы, перестраивает ее и ведет к формированию "пробок", способствующих дальнейшему росту температур и давления в магматической камере.

Ди Дженова отмечает, что подобные закономерности можно использовать для предсказания того, насколько сильным будет извержение того или иного вулкана и какую территорию оно может охватить. Это позволит избежать гибели людей и уменьшить масштаб экономических потерь.

К примеру, анализ образцов застывшей магмы Йеллоустонского супервулкана показывает, что он извергался и по тому, и по другому сценарию в последний миллион лет, и изучение свежих образцов пород из его магматической камеры поможет уточнить последствия от его гипотетического пробуждения в относительно недалеком геологическом будущем.


Источник: РИА Новости


Опубликовано в Новости Геологии

Самые мощные и жаркие извержения вулканов происходили примерно 90 миллионов лет назад на территории современной Коста-Рики, лава которых была примерно такой же горячей, как первичная материя Земли 2,5 миллиарда лет назад, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

Вулканические изверженияВулканические извержения"Архейские коматиты представляют собой супер-горячие версии потоков лавы, которые сегодня можно увидеть рядом с вулканами на Гавайях. Они были очень похожи на них за одним большим исключением – из-за высокой температуры они были раскалены добела, а не докрасна, и текли по поверхности планеты, больше похожей на Венеру, чем на современную Землю", — рассказывает Эстебан Гейзел (Esteban Gazel) из Технологического колледжа Виргинии в Блэксбурге (США).

Земля до начала времен

В далеком прошлом, как рассказывают ученые, Земля была гораздо горячее, чем сегодня, благодаря остаточному теплу формирования Солнечной системы и распадам радиоактивных элементов в ее породах. Извержения вулканов и прочие проявления геологической активности происходили тогда гораздо чаще, и химический состав пород и лавы того времени был заметно иным, чем сегодня.

Как рассказывает Гейзел, геологи достаточно давно ищут следы этих первичных пород Земли, изучение которых помогает нам раскрывать тайны того, как выглядела планета в первые эпохи своей жизни, как она сформировалась и как возникли другие планеты Солнечной системы.

Залежи этих пород, так называемые коматиты, достаточно часто находят в недрах самых древнейших тектонических плит и континентов Земли. Как раньше считали геологи, они не встречаются в отложениях, сформировавшихся позже, чем 2,5 миллиарда лет назад, так как к тому времени мантия и кора Земли стали слишком "холодными" для формирования этих пород.

Оказалось, что это не так – Гейзел и его команда обнаружили в местечке Тортугаль на тихоокеанском берегу Коста-Рики залежи пород, являющихся коматитами или сформировавшиеся в похожих условиях не 2,5 миллиарда, а всего 90 миллионов лет назад, в эпоху динозавров.

В это время вся Центральная Америка и Карибский бассейн представляли собой зону геологической активности, в которой формировались современные острова Карибского моря и Мексиканского залива, а также остров Галапагос в Тихом океане. Эти же процессы, как заявляют ученые, привели к выходу на поверхность Земли необычно горячих лав, чья температура превышала 1700 градусов Цельсия.

Путешествие к ядру Земли

В пользу этого говорит необычный минеральный состав вулканических отложений в районе Тортугаль, в породах которых присутствует необычно много магния – элемента, чья доля в породах очень сильно зависит от температуры их формирования. Как правило, чем горячее была магма, тем больше магния будет содержаться в ее окаменевших следах, и больше всего магния содержится в архейских коматитах.

Аналогичная доля этого элемента, как рассказывают ученые, содержится в отложениях, которые они изучали на западе Коста-Рики. Вдобавок к этому, кристаллы оливина в этих выбросах древних вулканов сформировались при рекордно высоких температурах – 1600-1700 градусов Цельсия, что опять же говорит о том, что местные вулканические породы являются аналогами древних коматитов.

Как рассказывают ученые, есть два основных варианта интерпретации данной находки. Первый говорит о том, что породы мантии Земли могут быть гораздо горячее, чем мы считаем, и содержать в себе "карманы" необычно горячих пород, подобных тем, которые попадали на поверхность планеты 2,5 миллиарда лет назад. Их существование ставит под сомнение все выводы о прошлом Земли, полученные в ходе исследования коматитов, всегда считавшихся образцами первичной материи планеты.

Кроме того, возможно и то, что подобные сверхгорячие лавы возникают на самой границе между ядром Земли и ее мантией, и проникают на поверхность планеты через так называемые плюмы – вертикальные "течения" в магме, стремительно поднимающиеся из недр Земли к ее поверхности и нередко вызывающие катастрофические извержения вулканов.

В пользу этого говорит то, что многие следы подобных катастроф, к примеру, породы так называемых сибирских траппов в Восточной Сибири, содержат в себе почти столько же магния, как и коматиты из Коста-Рики. Эту идею, как отмечают ученые, можно будет проверить, попытавшись найти изотопные и химические следы материи ядра в образцах пород из Тортугаля.

 


Источник: РИА Новости


Опубликовано в Новости Геологии

Землетрясение может стать фактором извержения вулканов, считает международный коллектив ученых, опубликовавший результаты исследования в Journal of Volcanology and Geothermal Research. Коротко о работе рассказывает Science.

Извержение вулканаИзвержение вулканаУченые давно заметили, что некоторые вулканические извержения случались после землетрясений, но довольно далеко от их эпицентров. Еще Чарльз Дарвин размышлял, нет ли связи между чилийским землетрясением 1835 года и извержением вулкана Осорно, произошедшим месяц спустя. Сравнительно недавнему извержению Маунт Пинатубо в 1991 году на Филиппинах предшествовало землетрясение магнитудой 7,7, эпицентр которого располагался в ста км от вулкана. В 2009 году вулканологи из Оксфордского университета (Великобритания) выяснили, что частота извержений вулканов в Чили значительно вырастала в течение 12 месяцев, следующие за любым землетрясением магнитудой 8 и более.

Связи между землетрясениями и извержения объясняют разными причинами. То шоковыми волнами, которые вызывают размягчение магмы, а то и подземными толчками, ускоряющими рост пузырей в магме и усиливающими давление магмы. Но почему только некоторые вулканы откликаются на землетрясения? Почему их реакция следует через несколько дней и даже месяцев после толчков? И почему такое разнообразие вулканических событий — от небольших всплесков газа до полноценных извержений?

В новой работе вулканологи под руководством Атсуко Намики (Atsuko Namiki) из Университета Хиросимы(Япония) предложили еще один механизм связи — плескание кипящей магмы. Ученые решили выяснить, какой эффект на жидкий расплав будет оказывать землетрясение. Они смоделировали в лаборатории эффект шоковой волны землетрясения на магматический очаг, используя прямоугольный бак, прикрепленный к трясущемуся столу. Вместо магмы они взяли плотный сахарный сироп и добавляли туда куски пластика разной формы, чтобы смоделировать взвешенные кристаллы горных пород, которые осаждаются в расплаве.

В магматическом очаге расплав расслаивается, поэтому ученые испытали плескание магмы в трех разных состояния: однослойный расплав в открытом баке, слой пенистой магмы в открытом баке и расплав, расслоенный на два слоя, включая поверхностную пену, в закрытом баке.

Выяснилось, что сильное плескание появляется, когда сотрясение бака идет с частотой близкой к частоте, при которой объект вибрирует. В слое пены при этом деформируются пузырьки вплоть до слипания, и тогда пена опадает. Пена с большими пузырями более склонна к опадению. В реальном вулкане этот механизм может увеличить перенос тепла в окружающие породы, усилив давление магмы и даже запустив извержение.

В двухслойной системе пена не просто проваливается. Остатки пены смешиваются с нижележащим слоем жидкости. В реальном магматическом очаге это может вызвать усиление кипения и давления магмы, тем самым увеличивая магматическую активностью. Это объясняет, почему вулканы изливаются месяцы спустя после землетрясения.

Используя результаты моделирования, ученые изучили реальные случаи, когда после землетрясения следовали извержения. Они обнаружили, что для жерла размером более полуметра нужны низкочастотные землетрясения — это помогает объяснить, почему только большие землетрясения способны запустить вулканическую активность. Авторы работы утверждают, что для типичной магмы в трехметровом жерле землетрясение магнитудой 7,5 взывает плескание и опадение пены, даже если очаг расположен в сто км от эпицентра.

Кроме того ученые предложили, что сферические магматические очаги размером в километр под вулканами должны резонировать с сейсмическими волнами, до тех пор, пока плотный слой магмы не заполнит значительную часть резервуара.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Геологии

Окисление океана стало одним из главных факторов Большого вымирания, случившегося на границе Пермского и Триасового геологических периодов, 252 млн лет назад. К таким выводам пришли ученые из Эдинбургского университета (Шотландия) под руководством получающего докторскую степень Мэтью Кларксона (Matthew Clarkson). Их научную статью об этом, опубликованную в журнале Science, коротко пересказывает газета The Independent.

Окисление океана в древности убило почти всех живых существОкисление океана в древности убило почти всех живых существИсследования, проведенные шотландскими учеными в пустыне в ОАЭ, показали, что в слоях горных пород, которые сформировались на морском дне 252 млн лет, содержится гораздо больше изотопа бора, чем в более молодых и более старых слоях. Это отражает рост уровня кислотности (pH) древней воды. Иначе говоря, именно в указанное время кислотность вод древних океанов резко повысилось.

Почему же это произошло? Доказано, что причиной послужили извержения супервулканов, так называемых «Сибирских траппов», которые продолжались около миллиона лет и привели к выбросу в атмосферу гигантских объемов углекислого газа. По этой причине сначала в древних океанах стало не хватать кислорода, что уже нанесло по живым существам сильный удар, а потом еще и повысилась кислотность воды — за счет того, что океан начал поглощать из атмосферы углекислоту. Это «добило» морскую фауну: согласно палеонтологическим данным, тогда погибло до 96% всех видов морской флоры и фауны.

Описываемые процессы были важной частью произошедшего на рубеже Пермского и Триасового периодов Большого вымирания, самого масштабного в истории Земли. Тогда пришлось несладко не только жителям океанов, но и сухопутной флоре и фауне: она недосчиталась примерно 70% видов. В том числе, вымерли даже многие виды насекомых, известных своей живучестью. Погибли также древние леса, шумевшие по всему древнему гигантскому континенту Пангея, от полюса до полюса.

Хуже всего то, что происходящие сегодня процессы пугающе похожи на первые этапы той древней катастрофы. Человечество и без супервулканов отлично «справляется» с насыщением атмосферы углекислым газом, кислотность Мирового океана растет (в NASA теперь решили следить за ее уровнем с помощью спутников), и в некоторых морях это уже угрожает снижением биоразнообразия.

«Ученые подозревали, что окисление океана имело место во время крупнейшего массового вымирания всех времен, но прямых доказательств до сих пор не было, — говорит Кларксон. — Это открытие вызывает беспокойство, учитывая, что сегодня мы уже можем видеть повышение кислотности океана в результате производимых человечеством выбросов углекислого газа».


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Геологии

Новозеландский вулканолог Нико Фурнье (Nico Fournier) сообщил, что благодаря извержению вулкана в Тихом океане образовался новый остров. Небольшой фрагмент суши размером примерно 1,8 на 1,5 км обнаружен в 65 километрах на северо-запад от столицы Тонга города Нукуалофа. О новом географическом объектепишет Associated Press.

Новый островНовый островИзвержение вулкана, породившего остров, длится уже месяц, в середине января через эти территории на несколько дней даже пришлось приостановить полеты международных авиарейсов. По сообщению Фурнье, исследовавшего остров с расстояния в милю со своей лодки, он состоит, в основном, из рыхлого вулканического шлака и возвышается над поверхностью воды примерно на 100 метров.

Названия у нового острова пока нет и, по словам ученого, в любом случае все права на присвоение названий географическим объектам — у короля государства Тонга, на чьей территории он находится.

Однако, возможно, что название и не понадобится. Эксперт считает, что когда извержение вулкана завершится, остров довольно быстро исчезнет под воздействием океана, поскольку материал, из которого он образовался, очень непрочный. По словам вулканолога, острова не станет уже через несколько месяцев после окончания извержения.

Фурнье также сообщил, что вулкан, по большей части, выпускает в атмосферу пар, а также небольшое количество золы, распространяемой в радиусе не более 2 километров. Что означает, что опасности для авиарейсов нет, поскольку проблемы может вызывать именно зола.

 


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Геологии

Примерно 252 млн лет назад жизнь на Земле едва не исчезла. Свыше 90% морских и 70% сухопутных видов вымерли. Деревья, травы, рептилии, рыбы, насекомые, микроорганизмы — всех коснулось это бедствие. 

Земля в конце пермского периода (около 260 млн лет назад). Реконструкция Ron Blakey / NAU Geology.Земля в конце пермского периода (около 260 млн лет назад). Реконструкция Ron Blakey / NAU Geology.Так закончился пермский период и начался триасовый, а вместе с ним — мезозойская эра и расцвет динозавров. 186 млн лет спустя последние погибли во время мелпалеогенового вымирания, и большинство учёных склоняется к тому, что причиной послужили падение гигантского метеорита (возможно, не одного) и продолжительные извержения огромных вулканов (возможно, из-за падения метеорита). Почему произошло массовое пермское вымирание — на этот счёт консенсуса пока нет.

Учёные обнаружили немало ключей к разгадке, но окончательный вердикт заставляет себя ждать. Пока твёрдо установлено только то, что и на суше, и в море произошли серьёзные изменения. Уровень кислорода в океане понизился, и многим организмам стало трудно жить. Напротив, содержание углекислого газа и метана оказалось необычайно высоким, развернулось сильное глобальное потепление. Шли кислотные дожди, и в морях растворялись коралловые рифы. Земля превратилась в знойную сухую пустыню, остатки растительности гибли в результате пожаров. Климат резко шарахался то в одну, то в другую сторону, и многие виды не успевали приспособиться к переменам. 

Примерно тогда же произошло извержение двух гигантских вулканов — на юге Китая (260 млн лет назад) и на севере России (251 млн лет назад). Очевидно, это привело к попаданию в атмосферу огромных объёмов углекислого газа и, следовательно, к парниковому эффекту и глобальному потеплению, а попутно и к подкислению океана, погубившему множество организмов. Недавнее моделирование показало, что в Северном полушарии pH дождей достиг отметки 2,0 — показателя лимонного сока. Одновременно было выброшено катастрофически много метана — ещё одного мощного парникового газа. 

Некоторые учёные полагают, что драма начала разворачиваться ещё до этого. Резкое падение уровня моря не могло не перетасовать морские течения и розу ветров, результатом чего тоже должно было стать изменение климата. 

Каким же образом свести всё это в единую картину? 

Свой ответ предлагают сотрудники Китайского университета наук о Земле Инь Хунфу и Сун Хайцзюнь. По их мнению, всё пришло в движение за 50 млн лет до кульминации. 

Вот как это было.

Примерно 300 млн лет назад, в начале пермского периода, вся суша планеты собралась в единый суперконтинент Пангея, и все моря Земли образовали мировой океан Панталасса. 

Формирование Пангеи привело к тому, что горы стали выше, а океан — глубже. Согласно принципу равновесия, гигантский континент должен обладать более толстой корой по сравнению с разрозненными материками, а океан — более тонкой. Суша лишилась многих запасов воды, и мелководья стали встречаться гораздо реже, что нанесло ущерб биоразнообразию. Стали другими морские течения и роза ветров, климат изменился. Внутренние районы гигантского континента высохли, обратившись в пустыню, лишённую растительности. 

В дополнение к этому глубоко под землёй тоже было неспокойно. Когда литосферные плиты соединились, одни зашли под другие и погрузились в мантию. Этот материал, поскольку был сравнительно холодным и плотным, мог дойти до самого ядра, о чём свидетельствует инверсия магнитного поля Земли (геомагнитная инверсия Иллаварра), случившаяся примерно в то же время. 

Накопление холодного материала близ земного ядра затем могло привести к формированию крупного мантийного плюма (путём термоконвекции). Этот суперплюм со временем достиг поверхности в два приёма, что и привело к извержению двух гигантских вулканов. 

Но далеко не все учёные готовы признать, что формирование Пангеи сыграло какую-то роль в вымирании. Одни считают, что она образовалась слишком рано, а вымирание случилось чересчур быстро, оттого связать одно с другим никак не получается. Другие не думают, что изменение уровня моря сыграло роль в исчезновении видов. «Я не согласен со всеми предложенными тут связями, — говорит Пол Уигнэл из Лидсского университета (Великобритания). — Отступление моря достигло своего максимума задолго до массового вымирания — и поэтому едва ли может рассматриваться в числе его факторов». 

Что до других факторов, то многие учёные, кажется, достигли консенсуса. «Статья на самом деле не предлагает ничего нового, просто даёт обзор основных факторов, — добавляет г-н Уигнэл. — Почти все, в том числе я, ставят на вулканизм». 

Но основная мысль статьи, по-видимому, заключается в том, что и формирование Пангеи, и извержения вулканов были вызваны процессами, протекавшими в недрах Земли, и поэтому они могут быть связаны, хотя одно случилось задолго до другого. Связь между интерьером планеты, её поверхностью и эволюцией жизни — важная тема науки о Земле и нуждается в дальнейшем изучении, пишут авторы. 

Они признают, что высказанные ими замечания — всего лишь гипотеза, и завершают статью строками древнекитайского поэта Цюй Юаня: «Длинна дорога, но искать продолжу». 

Результаты исследования опубликованы в журнале Science China, Earth Sciences.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Палеонтологии

Массовые вымирания в истории Земли, по-видимому, начинались с относительно локальных явлений — вулканической активности в Азии или Пангее, упавшего на Юкатан метеорита и пр. Но ущерб, причинённый ими окружающей среде, становился глобальным, и виды вымирали на всей планете, даже в океане, хотя он не был непосредственно затронут.

Пожар в английском лесу в мае 2011 года (фото Ian Emery).Пожар в английском лесу в мае 2011 года (фото Ian Emery).Мощные извержения вулканов могут привести к изменению климата и подкислению океана путём блокировки солнечного света. Но намного сложнее представить себе, как большой камень из космоса может вызвать вымирание по всему миру. Авторы статьи, опубликованной в Journal of Geophysical Research, полагают, что воздействие вызвало лесные пожары, охватившие всю планету.

Основные предпосылки просты. Энергия, выделившаяся в результате удара, привела к выбросу большого количества материала высоко в атмосферу и за её пределы, что позволило ему разлететься по всей Земле. Из-за этого мы повсюду находим слой иридия. Тепло падавших обратно обломков породило так называемый мировой инфракрасный импульс (global infrared pulse).

По оценкам, на каждый квадратный метр поверхности планеты приходилось около 10 кг такого «мусора». Согласно предварительным расчётам, этого импульса достаточно, чтобы каждый островок растительности загорелся. И действительно, не выжило ни одно позвоночное размером больше белки. Остальные, полагают авторы работы, зарылись в землю и переждали катаклизм.

Скорее всего, входящее излучение в значительной мере рассеивалось на низких высотах и могло воспламенить лишь хворост и опавшую хвою. Но и этого хватило бы для мирового пожара.

Авторы указывают на то, что в слое, где залегает метеоритный материал, находится большое количество сажи: судя по нему, «пылала вся земная биосфера». Часть сажи, впрочем, — это углерод, содержавшийся непосредственно в метеорите, а другая часть стала результатом возгорания органического материала вблизи места воздействия. Но исследователи полагают, что даже с учётом этих обстоятельств остаётся достаточно много сажи, чтобы говорить о страшных пожарах везде и повсюду.

Как быть с местами, где в этом слое очень мало угля? Вероятно, огонь бушевал настолько сильно, что даже уголь выгорел дотла, считают авторы. А что с участками несгоревшего органического материала? Скорее всего, там были болота.

Что бы ни привело к образованию сажи, её было столько, что современные климатические модели даже не могут с ней работать в полном объёме. Исследователи ввели в модель всего 0,2% того количества, которое, по оценкам, образовалось в те годы, и этого оказалось достаточно, чтобы среднемировая температура резко упала, а холода продержались несколько десятков лет. А если учесть всю сажу, то, скорее всего, получится, что в течение некоторого времени солнечный свет вообще не достигал поверхности Земли.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Опубликовано в Новости Палеонтологии

Массовое вымирание, которое уничтожило многие виды в конце триасового периода около 200 млн лет назад, проложило дорогу для господства на Земле динозавров в течение следующих 135 млн лет. Только что исследователи установили сроки возможного начала триасового вымирания с беспрецедентной точностью.

Траппы близ Клифтона (штат Нью-Джерси) на востоке США (фото Paul Olsen / Lamont-Doherty Earth Observatory).Траппы близ Клифтона (штат Нью-Джерси) на востоке США (фото Paul Olsen / Lamont-Doherty Earth Observatory).Учёные давно подозревали связь между триасовым вымиранием (одним из пяти крупнейших массовых вымираний за последние 542 млн лет) и широкой вулканической активностью, относящейся примерно к тому же времени. Огромное количество лавы покрыло площадь чуть меньше Австралии, и остатки её можно найти на четырёх континентах.

Радиоактивные методы датирования, использованные в предыдущих исследованиях, не были точными и не позволили установить, когда именно происходили эти извержения, поясняет геохронолог Терренс Блэкберн из Института Карнеги (США). По некоторым оценкам, вымирание и вовсе состоялось до начала извержений, то есть вулканизм сыграл лишь вспомогательную роль.

Но с помощью более точного метода, оценивающего распад урана на свинец в кристаллах циркона из древних лав, г-н Блэкберн и его коллеги установили, что вулканическая деятельность протекала в четыре этапа. Изучив лавы из семи месторождений в восточной части Северной Америки и одного — в Марокко, учёные пришли к выводу, что первый и крупнейший эпизод вулканической активности начался одновременно с массовым вымиранием.

Обычно в лаве цирконов нет, подчёркивает г-н Блэкберн. Но при остывании очень толстых слоёв магмы цирконий, уран и редкоземельные элементы концентрируются в ещё расплавленных слоях застывшей лавы, представляя собой исходный материал для кристаллизации циркона.

Первая фаза извержений началась, как сообщают учёные, там, где сейчас Марокко, около 201,56 млн лет назад. Ископаемая пыльца и другие спороподобные образования появляются в осадочных слоях чуть ниже траппов: признак того, что экосистемы в этой области прекрасно себя чувствовали до всплеска вулканизма.

Примерно за 12 тыс. лет волна извержений достигла территорий, которые сейчас расположены вдоль восточного побережья США. В течение первых 30 тыс. лет этого этапа вулканизма (возможно, за гораздо более короткий интервал) выплеснулось более 1 млн км³ магмы: этого хватило бы на то, говорит г-н Блэкберн, чтобы покрыть континентальную часть США слоем толщиной более 100 м.

По новой оценке, последующие мелкие эпизоды вулканизма случались примерно через 60, 270 и 620 тыс. лет после начала первого этапа.

Однако остаётся неясным, что же в конечном счёте стало причиной вымирания, отмечает геохронолог Пол Ренн из Калифорнийского университета в Беркли (США). Это могло быть резкое изменение климата в связи с краткосрочным похолоданием, вызванным вулканическими аэрозолями, и долгосрочным потеплением в результате выбросов углекислого газа. Кроме того, вымиранию могли способствовать подкисление океанов и ещё дюжина экологических неурядиц, предложенных другими гипотезами.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Палеонтологии

Климатические реконструкции, основанные на годичных кольцах, в последнее время активно оспариваются. Например, в 1998 году климатолог Майкл Манн имел несчастье опубликовать график изменений температуры в Северном полушарии, получивший название «хоккейная клюшка» из-за резкого потепления в XX веке. С тех пор учёный стал любимой мишенью критиков гипотезы антропогенного изменения климата.

Годовые кольцаГодовые кольцаЗа шумом блогосферы трудно разглядеть подлинно научную дискуссию на эту тему, но она есть, и наш герой недавно тоже в неё включился.

В прошлом году Майкл Манн, Хосе Фуэнтес и Скотт Резерфорд выступили с работой о любопытной детали температурных реконструкций, основанных на толщине годичных колец. Если вы полагаетесь на кольца, которые относятся к годам крупных вулканических извержений, то получающееся у вас похолодание меньше, чем снижение температуры, предсказанное компьютерной моделью.

Г-н Манн и его коллеги объясняют это тем, что в такие годы дерево не растёт и не производит колец вовсе. Многие деревья, по которым реконструируется климат прошлых лет, растут на большой высоте, где их рост ограничен температурой. Поэтому для некоторых внезапное и сильное похолодание означает падение температуры ниже того порога, который позволяет дереву расти.

Соответственно, тот рост, который связывается учёными с годом извержения, в действительности имел место в следующем году, когда стало теплеть, и вся летопись оказывается смещена на один год. Если же дерево росло невысоко относительно уровня моря, такого смещения не происходит, что ещё сильнее запутывает реконструкцию.

Исследователи показали, что если учитывать это обстоятельство, то реконструкции по годичным кольцам начинают лучше соответствовать данным компьютерных моделей.

Дендрохронологи обиделись. Право же, разве могли учёные проглядеть столь важное обстоятельство? Ведь они никогда не занимаются реконструкцией по одному дереву и прекрасно знают, что кольца иногда пропускаются и что отдельные деревья растут по-разному, поэтому к толщине колец надо относиться с известной осторожностью.

Двадцать три специалиста написали в журнал Nature Geoscience письмо, в котором указали на неточности, допущенные коллегами. Они подвергли сомнению выбор значений для некоторых параметров модели роста годичных колец, утверждая, что те не соответствуют наилучшей оценке. Комментаторы указали также на неопределённости в компьютерных моделях извержений вулканов, которые сравнивались с реконструкциями на основе годичных колец. Наконец, они подчеркнули, что в статье нет примеров ошибочных исследований из-за отсутствующих колец.

В ответном слове авторы отмечают, что работа представляет собой гипотезу, которая пытается объяснить несоответствия в реконструкциях по годичным кольцам, но не стремится всеобъемлющим образом доказать верность этой гипотезы.

В то же время большинство претензий со стороны критиков отвергнуто. Использование модели роста годичных колец оправдывается, причины выбора именно этих значений объясняются. Кроме того, авторы утверждают, что неопределённость в имитационных моделях извержений не настолько большая, чтобы стереть расхождение в температурных реконструкциях.

Самое главное: исследователи объясняют, почему, по их мнению, пропуск колец мог ускользнуть от внимания дендрохронологов, несмотря на все перепроверки. При низких температурах, связанных с извержением, все деревья в регионе перестают расти. Для обнаружения пропавшего кольца надо сверяться с деревьями, растущими совсем далеко, где в тот год стояла более тёплая погода.

Дискуссия имеет не только теоретическое значение. Некоторые исследователи пытаются оценить чувствительность климата к изменениям, изучая как раз реакцию на извержения вулканов. Можно сравнить количество солнечной радиации, отражённое вулканическими выбросами, с изменением температуры, к которому это привело. Поскольку реконструкции на основе годичных колец говорят о том, что похолодание было небольшим, оценки, полученные с помощью этого метода, оказываются ниже тех, что дают иные подходы. Если такие реконструкции неверны, то же самое можно сказать и о других моделях, получаемых с помощью годичных колец.

Исследователи прекрасно понимают, что данные несовершенны, и постоянно пытаются определить погрешность. Так что климатические скептики, которые неоднократно обвиняли Майкла Манна в том, что он манипулирует данными и скрывает недостатки своих методов, должны взять свои слова обратно.

Гипотеза высказана, она имеет смысл и теперь ждёт проверки фактами. Кстати, эта дискуссия хорошо иллюстрирует причину, по которой актуальные климатологические дебаты редко оказываются в центре внимания широкой публики: они протекают очень медленно, носят технический характер и не способны кардинальным образом изменить уже полученную картину.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Метеорологии
Понедельник, 21 Январь 2013 22:32

Под водой вулканы извергаются иначе

До сих пор учёные подразделяли извержения на две категории: бурные (взрывные) и эффузивные. Первый тип подразумевает обожаемый детишками выброс пепла и фрагментов породы высоко в атмосферу (например, извержение вулкана Сент-Хеленс 1980 года). Второй — мягкие потоки раскалённой красной лавы, орошающие склоны вулкана (такое, к примеру, постоянно происходит на Гавайях).

Остров Маколи — кальдера, образовавшаяся после извержения одноимённого подводного вулкана 6 100 лет назад (здесь и ниже изображения авторов работы)Остров Маколи — кальдера, образовавшаяся после извержения одноимённого подводного вулкана 6 100 лет назад (здесь и ниже изображения авторов работы)Докопавшись до необычной пемзы в окрестностях подводного вулкана Маколи на юго-западе Тихого океана, сотрудники Университета Виктории в Веллингтоне (Новая Зеландия) предлагают ввести третью категорию, которую они назвали тангароанским (Tangaroan) в честь своего научно-исследовательского судна и морского божества маори.

Пузырьки в пемзе говорят о том, что одно из недавних извержений Маколи было не взрывным и не эффузивным, а каким-то промежуточным.

Куски лавы отрываются от общей массы и всплываютКуски лавы отрываются от общей массы и всплываютВы, наверное, знаете, что в пемзе есть дырочки — пустоты, оставленные пузырьками газа во время затвердевания лавы. На суше подобная порода формируется только после бурных извержений. Число отверстий, их размер и форма позволяют геологам понять, при каких условиях произошёл взрыв. Если пемза обнаружена у подводного вулкана, то там тоже случился сильный выброс магмы в результате накопления газов, не так ли?

Нет, не так. Отверстия в пемзе вулкана Маколи округлые и равномерно пенистые, с фактурой хорошо сделанного мусса или безе, говорит соавтор Колин Уилсон. Вдоль края, где происходило быстрое охлаждение, наблюдаются удлинённые пузырьки.

Вероятно, давление толщи воды не позволило вулкану взорваться. Дело, по-видимому, было так (см. иллюстрацию выше). Когда в вулкане поднимается магма, формируется своего рода пена. Частички пенистой лавы тихонько отпадают от общей массы и всплывают. Из-за контакта с морской водой края этих образований остывают, но внутри лава ещё горяча. По мере подъёма пузырьки газа внутри равномерно расширяются, поскольку давление воды снижается. «Какой-то адский попкорн», — поясняет г-н Уилсон.

В случае вулкана Маколи эти кусочки имеют около 10 см в диаметре, но авторы нашли сообщения о том, что в других местах встречаются фрагменты метрового размера — например, в породе потухшего вулкана Западный Рота у берегов Марианского архипелага. А в 1998 году близ острова Терсейра на Азорах видели куски диаметром три метра.

Поэтому можно вздохнуть с облегчением: далеко не каждый подводный вулкан, вокруг которого разбросана пемза, может привести к бурному извержению. Это важно для многих вулканических архипелагов, в том числе для островной дуги Кермадек, где находится Маколи, ведь там проложено множество судоходных маршрутов и подводных кабелей.

Что касается пемзы, то, поплавав несколько месяцев, она либо распадается, либо попадает на берег, либо пропитывается водой и погружается на дно. Иногда формируются гигантские плоты из сбитых вместе кусков, которые играют роль транспортного средства для морской жизни.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

 


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Опубликовано в Новости Геологии

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


Опубликовано в Новости Геологии

Случайные статьи

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

Наши предки прятались от динозавров под покровом ночи

07-11-2017 Просмотров:674 Новости Эволюции Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Наши предки прятались от динозавров под покровом ночи

Ученые выяснили, что млекопитающие перешли от ночного к дневному образу жизни после вымирания динозавров. Получается, именно из-за угрозы со стороны динозавров наши далекие предки десятки миллионов лет боялись показаться на...

Ученые зафиксировали в Антарктиде самую низкую температуру на планете

27-06-2018 Просмотров:191 Новости Метеорологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Ученые зафиксировали в Антарктиде самую низкую температуру на планете

Самая низкая температура на Земле составляет -98°C, выяснили ученые. Новый температурный рекорд был зафиксирован на севере Антарктиды. По мнению исследователей, температура может упасть и еще ниже, если для этого будут подходящие условия. АнтарктидаНесмотря на то, что человечество исследовало...

Пакистанское землетрясение сотворило остров

27-09-2013 Просмотров:5677 Новости Геологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Пакистанское землетрясение сотворило остров

24 сентября на западе Пакистана произошло землетрясение магнитудой 7,7. Погибло более 260 человек, сотни тысяч остались без крова. Одновременно у берегов страны со дна моря поднялся остров, который сразу же...

Светящиеся бактерии настраивают кальмарам биологические часы

02-04-2013 Просмотров:8794 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Светящиеся бактерии настраивают кальмарам биологические часы

Гавайский кальмар Euprymna scolopes (или, если угодно, каракатица; Euprymna scolopes занимают место между этими двумя отрядами головоногих) умеет светиться в темноте благодаря симбиотическим бактериям. Считается, что бактериальное освещение помогает моллюску...

Доказана независимость эволюции растительноядных динозавров от растений

16-07-2016 Просмотров:4185 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Доказана независимость эволюции растительноядных динозавров от растений

Палеонтологи выяснили, что появление цветковых растений не повлияло на эволюцию орнитопод, одной из самых успешных групп растительноядных динозавров. Вплоть до последнего момента эти существа оставались специалистами по хвойным растениям. К такому выводу пришли британские...

top-iconВверх

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