Геологи относят магматические породы общего происхождения в одном регионе к единому глубинному источнику, или домену. Предполагается, что лавы из одного домена будут химически однородны. Наблюдения за активностью вулкана Сундхнукур в Исландии с 2023 по 2024 год заставили пересмотреть это предположение.
Вулканизм на океанском дне или на срединно-океанических хребтах отличается от вулканизма на континентах прежде всего составом лав, состоящих преимущественно из базальтов. Базальты образуются из вещества мантии, поднимающегося в результате конвекции или плюмовых потоков и накапливающегося в резервуарах земной коры.
Часто за одно извержение выделяются лавы с одинаковым химическим составом, что указывает на единый источник накопления расплавов перед извержением.
Ученые из Университета Исландии, Университета Клермон-Оверни и Германии проверили предположение во время извержения вулкана Сундхнукур в Исландии. Вулкан находится в системе Свартсенги, которая расположена в четырех километрах от Гриндавика. Вулкан не действовал 800 лет, а в декабре 2023 года активизировался. Деформация поверхности перед извержением показала, что магматический резервуар находится в средней части земной коры на глубине примерно пять километров.
В 2021 году во время извержения вулканов системы Фаградальсфьядль исследователи обнаружили химически различающиеся расплавы в резервуаре на глубине 16 километров — у границы коры и мантии (поверхность Мохоровичича). Это свидетельствовало о том, что неоднородные расплавы поднимаются к среднекоровому резервуару под Свартсенги. Вскоре появилась возможность проверить это предположение.
В период с декабря 2023-го по май 2024 года специалисты собрали пробы лавы и тефры в различных точках во время извержения Сундхнукура. Проведенный петрологический и химический анализ позволил установить содержание основных и микроэлементов, минеральный состав, соотношение изотопов стронция и неодима.
Это позволило выяснить глубину и форму магматического домена — области земной коры, из которой происходят подъемы расплавов. Также удалось наблюдать все эти процессы в действии непосредственно во время извержения. опубликованы в журнале Science.
Все лавы состояли из толеитовых базальтов, но их состав менялся со временем. На одном конце находились пробы с малым содержанием оксидов магния и калия, на другом — с большим. Такое же наблюдалось при извержении Фаградальсфьядля, а также среди древних лав.
Исландии свойственен редко встречающийся среднекоровый домен с разными по составу магмами, что авторы статьи связывают с наличием нескольких отдельных резервуаров.
Изучение данных о лавовых полях затруднено из-за недостатка информации о самых ранних стадиях извержений и отсутствия точного анализа всех древних лавных полей. Несмотря на это, исследователи допускают возможность ошибки в анализе. Пример химической гетерогенности можно проследить на примере древних лав Боргархраун на севере Исландии, которые находятся на границе Мохо.