Мы уже знаем, что изменение климата влияет на поверхностные процессы Земли, такие как эрозия и колебания уровня моря… но влияют ли поверхностные процессы, в свою очередь, на вулканическую активность? Этот вопрос подняли геологи из Женевского университета (UNIGE, Швейцария), работающие в партнерстве с Орлеанским университетом, Университетом Пьера и Марии Кюри в Париже и Институтом ICTJA-CSIC в Барселоне. Исследователи проанализировали вулканические данные о мессинском кризисе солености в Средиземном море, когда Гибралтарский пролив был заблокирован, а Средиземное море временно изолировано от Атлантики. После наблюдения резкого повышения вулканической активности в этот период и проверки различных сценариев геологи пришли к выводу, что усиление магматической активности можно объяснить только почти полным высыханием Средиземного моря. Эти результаты, о которых вы можете прочитать в журнале Nature Geoscience, раскрывают влияние поверхностных процессов, в значительной степени контролируемых климатом, на вулканическую активность.
Известно, что Гибралтарский пролив был временно закрыт в течение мессинской эры (точнее, с 5,96 до 5,33 млн лет назад) и что Средиземное море было изолировано от Атлантики. На самом деле, еще в 1970-х годах ученые обнаружили на морском дне слои соли толщиной в несколько сотен метров. Единственное объяснение их образования состоит в том, что между Средиземным морем и Атлантикой не было связи или она была очень ограниченной. Ученые также обнаружили огромные подводные каньоны, относящиеся к тому же периоду, выдолбленные реками, текущими по земле, которая сейчас затоплена, что позволяет предположить, что в то время уровень моря был намного ниже. Это также указывает на массовое высыхание Средиземного моря с огромными географическими и климатическими нарушениями во всем бассейне. Эта гипотеза, однако, продолжает оставаться источником споров.
Тем не менее, группа геологов под руководством UNIGE представила новые доказательства высыхания Средиземного моря и влияния поверхностных процессов на магматическую активность.
Глубинная магматическая активность варьируется в зависимости от поверхностного давления Земли
«Мы понимаем, что то, что происходит на поверхности Земли, например, внезапное понижение уровня моря, вызывает изменение давления на глубине и влияет на образование магмы», - говорит Пьетро Стернаи, исследователь Департамента наук о Земле. на факультете естественных наук UNIGE. Учитывая, что кризис солености был способен вызвать эти изменения давления, геологи, работавшие над гипотезой об высыхании Средиземного моря, изучали изменения вулканической активности в этот период.
При извержении вулкана магма на поверхности Земли остывает, а минералы кристаллизуются. Основываясь на этих безмолвных свидетелях вулканической активности, ученые смогли установить, что между 5,9 и 5,3 миллионами лет назад вокруг Средиземного моря произошло 13 извержений. Это более чем в два раза превышает среднюю активность, которая составляет около 4,5 извержений в течение более длительного периода времени, включая кризис солености. Почему цифра такая высокая? «Единственное логическое объяснение, - предлагает Стернай, - это гипотеза о том, что море высохло, поскольку это единственное событие, достаточно мощное, чтобы изменить давление Земли и магматическое производство во всем Средиземноморье».
Численное моделирование просадки Средиземного моря
Геологи использовали численные модели для проверки гипотезы о том, что Средиземное море высохло: они воспроизвели историю наполнения и сброса веса воды и осадка в Средиземноморье по мере его высыхания. Затем они рассчитали изменения давления на глубине и влияние на образование магмы.
Рассматривались два сценария: первый учитывал кризис солености при резком понижении уровня моря, а второй исключал просадку. «Моделирование показало, что единственный способ объяснить доказанный рост вулканической активности заключался в том, что уровень (и, следовательно, вес) Средиземного моря упал примерно на два километра», - объясняет Стернаи, прежде чем добавить: «Я оставляю это на ваше усмотрение. представить себе, как выглядел пейзаж."
Климат и вулканизм
В дополнение к дополнительным доказательствам высыхания Средиземного моря, исследование также демонстрирует влияние изменения климата на недра Земли. Изменение климата влияет на магматическое производство, в частности, через воздействие на эрозию и гидрологию, которые изменяют давление, оказываемое на поверхности Земли на глубокие слои. Хотя мы уже давно знаем о влиянии вулканизма на климат, результаты, представленные в исследовании, показали, что возможно и обратное.«Эта новаторская работа открывает новые перспективы для междисциплинарных исследований взаимосвязи между твердой и текучей Землей и, например, с привлечением вулканологов, геоморфологов и климатологов», - заключает Стернай.