Исследователи из Великобритании и Германии заявляют, что кристаллы минералов, вырывающиеся из жерл вулканов, могут стать окном, позволяющим заглянуть внутрь самих вулканов. Остается открытым вопрос – могут ли эти кристаллы оказаться полезными в предсказании будущих землетрясений.
Минеральные кристаллы являются частью магматических пород, образующихся при охлаждении лавы, недавно стало известно, что их точный химический состав может отражать условия, воздействию которых они подвергались внутри вулкана. Сложность заключается в точном определении химического состава этих кристаллов и соотнесением их состава с вулканической активностью, характерной для времени их формирования.
Именно эту загадку и решили исследователи из группы Кейт Саундерс (Kate Saunders). Химики из Университета Бристоля заявляют, что теперь они нашли связь между химическим составом магматических кристаллов и активностью вулканов, результаты их исследования могут оказаться полезными для мониторинга состояния вулканов в режиме реального времени.
С помощью различных аналитических подходов, включая изображение в отражённых электронах и электронное зондирование Саундерс с коллегами изучила более 300 кристаллов минерала ортопироксена, выделившихся при извержениях Св. Елены в 1980-1986 годах – в те годы активность этого вулкана была под пристальным наблюдением. Вулкан Святая Елена расположен на расстоянии 200 км к югу от Сиэтла и печально известен извержением 18 мая 1980 года, опустошившим 600 квадратных километров.
Кристаллы ортопироксена образуются в расплавленной магме внутри вулкана, при извержениях эта магма образует лавовые потоки. Кристаллы образуются либо в областях охлаждения магмы, либо там, где происходит выделение растворенных в магме газов, например, диоксида углерода. Благодаря тому, что такие процессы протекают достаточно регулярно, кристаллы растут послойно, эти слои напоминают годовые кольца деревьев.
Анализ кристаллов ортопироксена, образовавшихся в Св. Елене показал, что слои отличаются различным химическим составом, образуя четкие зоны, которые, к тому же. Отражают условия внутри вулкана в период формирования этих кристаллов.
Кристаллы, сердцевина которых имела повышенное содержание железа, а внешние зоны были в большей степени богаты другим металлом, например, магнием, чаще образуются в моменты активности вулкана. В эти периоды, перед извержением, вулкан начинает наполняться новой магмой, поднимающейся наверх из глубин земли. Поскольку эта новая магма часто отличается по своему химическому составу от магмы, уже заполняющей жерло вулкана, она способствует образованию новых зон с химическим составом, отличающимся от состава уже существующих зон.
Кристаллы, относительно однородные по химическому составу, напротив, образовывались в период спада активности вулкана, когда новая магма не поднимается по каналу вулкана. Еще одним из важных моментов является и то, что при повышении уровня вулканической активности скорость роста кристаллов возрастает, что связано с более активным высвобождением диоксида углерода из магмы.
Очевидно, что выявленная закономерность пока не может применяться для предсказания извержений – исследователи могут анализировать кристаллы только после факта собственно извержения, однако Саундерс предполагает, что результаты работы могут быть использованы для выяснения причин извержения вулканов и приблизит нас к разработке методов предсказания извержений.
http://www.chemport.ru/datenews.php?news=2834
|
