Вулкан Этна: загадка, которую разгадали спустя полвека исследований

Этна — самый активный вулкан Европы, и несколько раз в год он напоминает об этом жителям восточной Сицилии. Но при всей изученности вулкана геологи долго не могли ответить на простой вопрос: откуда он вообще берёт столько магмы — и почему она такая необычная? Новое исследование даёт ответ, и он не вписывается ни в одну из стандартных вулканических схем.

Слишком активный для своего типа

Этне больше 500 000 лет. Стратовулкан высотой 3 400 метров возвышается над восточным побережьем Сицилии, в непосредственной близости от Катании и Мессины — городов с сотнями тысяч жителей. Несколько извержений в год — не редкость, а норма.

Необычно не это. Необычно то, что Этна выбрасывает щелочную лаву — химически иную, чем у большинства стратовулканов. Такая лава формируется при низкой степени частичного плавления мантии, а это медленный процесс: большие объёмы щелочной магмы не могут накапливаться быстро. Тем не менее Этна их накапливает — и выдаёт с завидной регулярностью.

Именно это противоречие делало вулкан головной болью для вулканологов. Ни тектоническая обстановка, ни химический состав лав не укладывались ни в одну из трёх классических моделей вулканизма.

Этна — лишь один из тысяч активных вулканов на планете, и распределены они далеко не равномерно: одни страны живут в непосредственном соседстве с десятками кратеров, другие не знают вулканизма вовсе. В каких странах больше всего вулканов — отдельный разговор со своей географией и тектонической логикой.

Три модели — и ни одна не подходит

Вулканы образуются там, где мантийное вещество расплавляется и поднимается к поверхности. Чаще всего это происходит на границах литосферных плит — там, где они расходятся или, наоборот, одна уходит под другую. В зонах спрединга мантийный материал поднимается в образующийся зазор и застывает в виде новой океанической коры. В зонах субдукции погружающаяся плита несёт с собой воду, которая снижает температуру плавления мантии и питает взрывные извержения. Третий вариант — горячие точки: перегретые столбы мантийного вещества, пробивающиеся сквозь плиту изнутри. Так образовались Гавайские острова.

Этна находится над зоной субдукции — Африканская плита уходит под Евразийскую. Но состав её лавы напоминает горячеточечные вулканы, хотя никакой горячей точки поблизости нет.

Чтобы лучше разобраться в том, чем Этна отличается от большинства вулканов планеты, полезно понять, как устроены вулканы в принципе — механика процесса объясняет, почему аномалия Этны так долго не поддавалась объяснению.

Магма из «замороженных» карманов

Авторы нового исследования взяли образцы лав Этны и восстановили их химический состав за последние 500 000 лет. Результат оказался неожиданным: состав оставался стабильным на протяжении всей истории вулкана — даже в периоды, когда тектоническая обстановка в регионе существенно менялась.

Это говорит о том, что Этна питается не свежесформированной магмой, как большинство вулканов, а давно существующими карманами расплава, запертыми между верхней мантией и основанием литосферных плит — примерно на глубине 80 километров. По мере того как Африканская плита продавливается под Евразийскую, эта магма выжимается через трещины в коре — примерно так, как вода выдавливается из губки.

Такой механизм известен под названием «малые точки». Термин появился в научном обороте в 2006 году и до сих пор связывался исключительно с небольшими подводными вулканами. Этна — первый наземный стратовулкан, для которого предложен этот механизм.

Подводные вулканы "малые точки" невелики. Этна — нет.

Снимок 2002 года, сделанный с борта Международной космической станции, показывает шлейф пепла, уходящий на юго-восток от кратера. С тех пор Этна извергалась десятки раз.

Для вулканологии это важно не только теоретически. Этна вплотную приближается к двум крупным сицилийским городам, и точное понимание того, как она работает, напрямую влияет на оценку рисков. Если источник магмы — не мантийный клин над зоной субдукции, а давление на «замороженные» карманы расплава, то модели поведения вулкана при изменении тектонических нагрузок могут выглядеть иначе, чем считалось раньше.

Этна при своих 3 400 метрах выглядит внушительно — но в списке самых высоких вулканов мира она даже не попадает в первую десятку. Самые высокие вулканы планеты — это совсем другой масштаб, и большинство из них куда менее активны, чем сицилийский гигант.