Исследователи нашли объяснение тому, что вызвало крупнейшее извержение вулкана, засвидетельствованное человечеством. Тайна вулкана была раскрыта геохимическими ключами, скрытыми внутри кристаллов вулканического кварца.
Самые смертоносные вулканы на земле называются супервулканами, способными производить катастрофические извержения, опустошающие огромные регионы, и вызывающие глобальное похолодание климата. Индонезийский супервулкан Тоба имел одно из таких извержений около 73000 лет назад, когда 2800 кубических километров вулканического пепла было выброшено в атмосферу, выпало дождем и покрыло огромные территории в Индонезии и Индии.
Ученые давно спорят о том, как генерируются эти экстраординарные объемы магмы и что заставляет эту магму извергаться с таким взрывом. Группа исследователей из Университета Упсалы вместе с коллегами из других стран нашла интригующие подсказки, спрятанные внутри кристаллов миллиметрового размера из вулканического пепла и горных пород.
'Кварцевые кристаллы, растущие в магме, регистрируют химические и термодинамические изменения в магматической системе до извержения, подобно тому, как годичные кольца деревьев фиксируют изменения климата. Когда условия в магме меняются, кристаллы реагируют и образуют отчетливые зоны роста, которые фиксируют эти изменения. Проблема в том, что каждый аналог «кольца дерева» имеет диаметр всего несколько микрометров, поэтому их чрезвычайно сложно проанализировать в деталях», - говорит доктор Дэвид Бадд из Департамента наук о Земле Упсальского университета.
Исследователи проанализировали кристаллы кварца из Тоба и обнаружили явный сдвиг в изотопном составе к внешнему краю кристаллов. Кристаллические ободки содержат относительно меньшую долю тяжелого изотопа 18O по сравнению с более легким 16O.
'Низкое соотношение 18O к 16O в каймах кристаллов указывает на то, что что-то в магматической системе резко изменилось только что перед большим извержением. Объяснение этих химических признаков заключается в том, что магма расплавила и ассимилировала большой объем местной породы, которая сама по себе характеризуется относительно низким соотношением 18O к 16. О. Этот тип породы также часто содержит много воды, которая может выделяться в магму с образованием пара и, следовательно, с повышенным давлением газа внутри магматического очага. Это быстро возросшее давление газа в конечном итоге позволило магме разорвать вышележащую кору и выбросить тысячи кубических километров магмы в атмосферу», - объясняет доктор Фрэнсис Диган из Департамента наук о Земле Упсальского университета.
К счастью, эти катастрофические суперизвержения случаются очень редко.
'Биологи ранее показали, что конкретное извержение вулкана Тоба поставило человечество на грань исчезновения. Будем надеяться, что на это уйдет много тысяч лет, но дело в том, что следующее суперизвержение, возможно, в Тобе, Йеллоустоуне (США) или где-то еще - это только вопрос времени. Надеюсь, в следующий раз мы будем знать больше и будем лучше подготовлены!» - говорит профессор Валентин Тролль из Департамента наук о Земле, руководивший этим исследованием кварцев Тоба в Университете Упсалы.