Ученые из Бристольского университета и университетов-партнеров в Германии, Франции, Канаде и Уэльсе обнаружили огромное магматическое озеро в 15 километрах под спящим вулканом в Боливии, Южная Америка.
Водяной массив, который растворяется в частично расплавленной породе при температуре почти 1000 градусов по Цельсию, эквивалентен тому, что находится в некоторых гигантских пресноводных озерах мира, таких как озеро Верхнее.
Находка заставила ученых задуматься о том, могут ли подобные водоемы «прятаться» под другими вулканами и могут ли помочь объяснить, почему и как извергаются вулканы.
Профессор Джон Бланди из Школы наук о Земле принял участие в международном междисциплинарном исследовательском проекте на вулкане Серро Утурунку в Боливийском Альтиплано.
Он сказал: «Боливийское Альтиплано было местом интенсивного вулканизма в течение последних 10 миллионов лет, хотя в настоящее время там нет действующих вулканов».
В основе Альтиплано лежит крупная геофизическая аномалия на глубине 15 км ниже поверхности Земли.
Эта аномалия имеет объем в полтора миллиона кубических километров и более и характеризуется пониженными скоростями сейсмических волн и повышенной электропроводностью. Это указывает на наличие расплавленной породы.
"Порода не полностью расплавлена, а частично расплавлена. Только от 10 до 20 процентов породы действительно жидкие, остальное твердое. Порода на этих глубинах имеет температуру около 970°C."
Чтобы охарактеризовать частично расплавленную область, команда провела эксперименты при высокой температуре и давлении в Орлеанском университете во Франции.
Он измерил электрическую проводимость расплавленной породы в «аномальной» области и пришел к выводу, что в силикатном расплаве должно быть от восьми до десяти процентов воды, растворенной в расплаве.
Профессор Бланди добавил: «Это большое значение. Оно согласуется с оценками, сделанными для вулканических пород Утурунку с использованием экспериментов при высокой температуре и давлении, чтобы соответствовать химическому составу кристаллов».
Силикатный расплав может растворять воду только при высоком давлении; при более низком давлении эта вода выходит из раствора и образует пузырьки. Что особенно важно, эти пузырьки могут вызывать извержения вулканов.
"От восьми до десяти процентов воды, растворенной в массивной аномальной области, составляет общую массу воды, эквивалентную тому, что содержится в некоторых гигантских пресноводных озерах Северной Америки."
Профессор Фабрис Гайяр из Орлеанского университета объяснил: «Десять процентов по весу растворенной воды означают, что на каждые три молекулы силиката приходится одна молекула воды. Это чрезвычайно большая доля воды, что помогает объяснить, почему эти силикатные жидкости обладают такой электропроводностью».
Исследователи надеются, что лучшее понимание того, как вода может спровоцировать извержение вулкана, поможет точнее прогнозировать время его извержения.