Существуют вулканы, извержения которых приводят к выбросу такого огромного количества магмы, что ее хватило бы для покрытия Центрального парка слоем толщиной в 12 километров. В итоге образуется широкий, но неглубокий кратер, известный как кальдера. К супервулканам, характеризующимся подобными извержениями, относятся Йеллоустонская кальдера, кальдера Тоба и почти полностью находящаяся под водой кальдера Кикай в Японии. Последнее извержение вулкана Кикай, произошедшее 7300 лет назад, стало самым масштабным событием в голоцене — современную геологическую эпоху.
Эти вулканы способны извергаться, однако о тех этапах, которые предшествуют извержению, известно крайне мало, что не позволяет составлять точные прогнозы. «Для понимания механизма гигантских кальдерных извержений необходимо выяснить, каким образом накапливается столь значительный объем магмы», – отмечает геофизик из Университета Кобе Сиама Нобукадзу.
Благоприятным обстоятельством в изучении кальдеры Кикай является её расположение под водой. По словам Сиамы, подводное положение даёт возможность проводить масштабные и систематические исследования. Таким образом, учёный из Университета Кобе использовал пневматические пушки, которые создают искусственные сейсмические импульсы, а также донные сейсмометры, которые фиксируют распространение сейсмических волн в земной коре, чтобы понять ее состояние.
В журнале Communications Earth & Environment команда ученых опубликовала результаты исследования. Было обнаружено, что прямо под вулканом, извержение которого произошло 7300 лет назад, действительно находится область, в значительной степени состоящая из магмы; был определен размер и форма магматического очага. Сиама говорит: «Судя по его размерам и расположению, очевидно, что это тот же магматический очаг, что и при предыдущем извержении».
Вероятно, эта магма не связана с предыдущим извержением. Ученые выяснили, что в центре кальдеры за последние 3900 лет сформировался новый лавовый купол, а химический анализ выявил, что материал, появившийся в результате этой и других недавних проявлений вулканической активности, отличается по составу от материала, выброшенного во время последнего крупного извержения. «Это указывает на то, что магма, находящаяся в настоящее время в магматическом очаге под лавовым куполом, вероятно, сформировалась недавно», — заключает Сима. Это позволило предложить единую модель пополнения магматических резервуаров, расположенных под кальдерными вулканами.
«Модель повторного внедрения магмы находит соответствие наличию обширных неглубоких магматических резервуаров, которые также существуют под другими гигантскими кальдерами, например, Йеллоустоун и кальдера Тоба», — отмечает Сиама, надеясь, что результаты работы его команды позволят более полно понять закономерности пополнения магмы после масштабных извержений. В заключение он подчеркивает: «Мы стремимся усовершенствовать методики, которые оказались столь эффективными в рамках данного исследования, чтобы глубже изучить процессы повторного формирования магмы. Нашей целью является разработка возможностей для отслеживания ключевых признаков будущих гигантских извержений».
[Фото: SEAMA Nobukazu / Kobe University]