Лава как коктейль: почему все вулканы Земли могут быть связаны

Новое исследование показало, что лава, извергающаяся из горячих точек по всему миру, может происходить из одного и того же источника магмы, находящегося глубоко в мантии Земли.

Ученые считают, что магма из нижней мантии оказывается гораздо более однородной, чем предполагалось ранее. Вместо того чтобы быть похожей на смесь из разных пород, магма может напоминать однородный коктейль — хорошо перемешанную субстанцию.

По словам специалиста по наукам о Земле из Университета Британской Колумбии, Маттиаса Смита, это открытие указывает на то, что структура мантии, возможно, гораздо проще, чем ученые думали раньше. То, что мы раньше воспринимали как признаки различных горных пород, на самом деле может быть лишь разницей в температуре однородных пород.

В ходе исследования ученые изучили горячие точки лавы, которые возникают в результате мантийных шлейфов, поднимающихся из глубин Земли и извергающихся через вулканы. Такие горячие точки, как Самоа, Гавайи и Исландия, долгое время считались доказательством существования множества отдельных резервуаров с различными породами в мантии.

Но новые данные предполагают, что магма в этих точках происходит из одного общего источника и только изменяется, поднимаясь через верхние слои мантии и коры.

Смит и его коллеги исследовали химический состав лавы, изучая концентрацию никеля, ниобия и хрома. Эти элементы ведут себя по-разному, когда магма поднимается и кристаллизуется.

Сравнивая их пропорции, ученые смогли определить, какие лавы подверглись наибольшим изменениям и какие остались ближе к своему исходному составу. Результаты показали, что лавы с горячих точек по всему миру действительно имеют общий источник.

Ранее ученые считали, что странные структуры на границе между ядром и мантией, известные как области с низкой скоростью сдвига (LLVP), могут содержать древние породы, которые не смешивались с остальной мантией.

Однако новое исследование ставит под сомнение эти гипотезы, указывая на то, что единственное различие между этими областями и остальной мантией может заключаться в их температуре.

Таким образом, вместо того чтобы рассматривать мантию Земли как набор отдельных и несмешанных карманов, ученые теперь могут представить ее как более однородную систему. Эти данные меняют наше понимание того, как взаимодействуют кора и мантия Земли, и освобождают от идеи, что отдельные части мантии оставались неизменными с момента формирования планеты.

Уточнения

Вулкан (от лат. Vulcanus) — эффузивное геологическое образование, имеющее выводное отверстие (жерло, кратер, кальдера) или трещины, из которых горячая лава и вулканические газы поступают на поверхность из недр планеты, или поступали ранее.