Реклама

Головна » 2013 » Декабрь » 12 » Що ховається під вулканом ?
16:22
Що ховається під вулканом ?
  Цієї осені Карін Зіглох вирушила в плавання по Індійському океану , щоб перевірити пастки , які вона розставила роком раніше. Вона полювала не так на глибоководних істот , а на дещо ще більш глибоке і невловиме - тонкий потік гарячої породи , що піднімається з надр планети.
  Пані Зіглох - геофізик з Мюнхенського університету Людвіга - Максиміліана (ФРН ) - одна з тих , хто продовжує полювання на довгоочікувану знахідку під назвою мантійний плюм . Ці утворення , здається , живлять ряд найактивніших вулканів на Землі , а в минулому, можливо , ставали причиною наймасштабніших вивержень в історії. Наприклад, той , за яким стежить пані Зіглох , був пов'язаний з виверженнями в Індії 65 млн років тому , ймовірно , це сприяло зникненню динозаврів.
 Мантійні плюми могли б також пояснити , чому гавайські вулкани і багато інших з'являються в середині літосферних плит , а не тільки на їх межах . Нарешті , приносячи тепло , замкнене в надрах Землі , плюми , можливо , зіграли важливу роль в еволюції планети.
  Вивчення мантійних плюмов - один з основних напрямків геофізики з початку 1970 -х. На їх наявність вказують сейсмічні хвилі , але залишається неясним , наприклад , наскільки вони глибокі й великі. І до цих пір деякі фахівці не вірять в їх існування .
   Ось чому пані Зіглох і Гілем Баррюоль з Реюньонского університету ( Франція ) шість тижнів займалися вивченням глибин Індійського океану. Незважаючи на погану погоду , збої устаткування і нападу акул , франко-німецька команда витягнула всі 57 сейсмометрів , залишених на дні восени 2012 року. Прилади реєстрували сейсмічні хвилі далеких землетрусів. Аналіз вібрацій дозволить скласти карту порід під Реюньйоном і, можливо , побачити канали мантійних плюмів , що ведуть до головного вулкану острова.
   Якщо вченим посміхнеться удача , вони опишуть мантійні плюми самим докладним чином в історії геології. Тим самим будуть отримані відповіді на ряд невирішених питань про те , де виникають плюми,чи  піднімаються вони вертикально , розгалужуються перед тим , як розірвати поверхню Землі. « Поки про плюми міркують без безпосереднього спостереження , - зазначає пан Баррюоль . - Наш експеримент дозволить нарешті побачити , чи є там насправді що-небудь ».
  Запитайте геофізика , скільки на світі мантійних плюмів , і відповідь може бути будь-якою - від нуля до декількох десятків . Більшість вчених , однак , зупиняється на 10-20 гарячих точках , і майже всі визнають , що вони розташовані на Гавайях , Реюньоні і Трістана -да- Кунья в південній частині Атлантичного океану. Проблема в тому, як саме ці регіони з'єднані з плюмами .
  Відповісти на це питання можна за допомогою землетрусів. Оскільки сейсмічні хвилі повільніше проходять через розплавлену або м'яку породу , ніж через тверду , дослідники можуть обчислити різницю температур і щільності усередині Землі , проаналізувавши швидкість, з якою сейсмічні хвилі доходять до різних станцій після поштовху . Це дозволяє досліджувати зовнішню кору планети і мантію - все аж до кордону з ядром на глибині близько 2900 км .
   Проблема в тому , що сейсмічні дані погано відображають вузькі утворення , а діаметр плюмів , ймовірно , складає всього кілька сотень кілометрів. Тільки потрапивши в нижню літосферу , вони розширюються , формуючи головку плюма .
   Залишається охопити поверхню Землі якомога більшим числом інструментів. Такий підхід добре зарекомендував себе в таких місцях , як Єллоустонський національний парк в штаті Вайомінг , який, як вважають , теж лежить на вершині мантійного плюму , відповідального за одне з найсильніших вивержень останніх 2 млн років. Ці дані були отримані завдяки проекту EarthScope , існуючому вже дев'ять років : тимчасові сейсмометри були розгорнуті на просторовій сітці з кроком 70 км . Вдалося виявити гарячий , вузький висхідний потік з глибиною не менше 900 км .
 Але багато мантійних плюмів лежать під океаном , а установка приладів на морському дні - завдання більш складне і дороге. На початку 2000 -х пан Баррюоль зробив перший крок у вивченні передбачуваного океанічного плюма , розгорнувши десять сейсмічних станцій на островах Французької Полінезії. Цього виявилося недостатньо , щоб визначити , чи є висхідні потоки під південною частиною Тихого океану.
  У 2005 році співробітники Гавайського університету та їхні колеги підвищили ставку , розташувавши 36 сейсмометрів на дні океану навколо Гавайських островів. По закінченні року їх перемістили і залишили ще на рік. Проект PLUME дав найкращі на той момент дані про будову надр Землі під Гаваями .
  Але чим довше дослідники дивилися на гавайський плюм , тим складніша картина вимальовувалася . Згідно класичних уявлень , струмінь гарячої в'язкої породи піднімається до нижньої частини літосфери , де розтікається свого роду шаром товщиною близько 100 км , звідки просочується вгору , підживлюючи вулкани. Але на Гаваях виявилася несподівана опуклість глибоко під літосферою .
  Геофізик Максим Баллмер з Гавайського університету ( США ) вважає , що справа в хімії породи. Якщо плюм багатий мінералом під назвою еклогіт , який щільніше типового матеріалу мантії , він затримається на глибині близько 400 км . Розплавлена ​​порода буде там накопичуватися і розтікатися в горизонтальному напрямку. Тільки після того , як знизу надійде досить тепла , порода , багата еклогітами , зрештою стане досить рідкою і почне підніматися тонкою цівкою .
  Є у Гаваїв та інші примхи . Група Кетрін Райкерт з Саутгемптонського університету ( Великобританія ) виявила в даних проекту PLUME теплий басейн на глибині близько 110-155 км , але він знаходиться приблизно в 100 км на захід від головного острова архіпелагу , а не під ним. Це може означати , що гавайський плюм згинається в міру наближення до поверхні. Чи то він наштовхується на якусь хімічну заваду , чи то з самого початку піднімається не строго вертикально.
  Проблема Гаваїв в тому , що вони лежать в середині Тихого океану. Реюньйон зручний тим , що поруч Мадагаскар , а там рукою подати до Африки , тому розміщувати сейсмічні прилади легше. До того ж Зіглох і Баррюоль можуть скористатися даними , отриманими в Африці , на Мадагаскарі і островах Мозамбікської протоки на додаток до своїх власних. У загальній складності в їх розпорядженні приблизно 120 станцій , що покривають територію 2 на 3 тис. км .
  Але навіть при всьому цьому Реюньйон навряд чи відповість на всі питання , вважає сейсмолог Сесили Вулф з Гавайського університету. А критики гіпотези плюмів заздалегідь переконані в тому , що ніякі нові дані не змусять їх змінити точку зору. На думку одного з них , геофізика Уоррена Хемілтона з Колорадського гірського училища ( США ) , « плюмологі » зможуть розгледіти плюм в будь-якому наборі даних.
 Немає сумнівів ,плюми складніші , ніж вважалося спочатку . На цьому тижні в Сан -Франциско збереться Американський геофізичний союз , і пані Райкерт розповість там про свої відкриття . Вона вивчала Гаваї , Галапагоські острови , Ісландію і область Афар на сході Африки. Хоча специфічна техніка дозволяє оглянути лише верхні сотні кілометрів , на глибині близько 100 км вона виявила залишки розплавленої породи , підживлюваної плюмами . І вони не завжди знаходяться там , де їх слід було б очікувати.
  На Галапагосах пані Райкерт виявила три таких басейни: один в тому місці , де в минулому вже знаходили мантійний плюм , і два в нових локаціях. Можливо , потрапляючи в літосферу , плюми « розмазуються » , прямуючи в різні боки і підгодовуючи різні вулкани.
  Зіглох і Баррюоль тільки минулого тижня кинули якір на Реюньоні . Мине не менше року , поки вони розберуться з усіма даними. Можливо , підводні пастки піймали свою здобич.
  Підготовлено за матеріалами Nature News.
Фото: www.priroda.su
Джерело: http://compulenta.computerra.ru/zemlya/geologiya/10010538/
Категорія: Справи геологічні | Переглядів: 800 | Додав: wiktor | Теги: Океан, магма, Плюм, Реюньон, вулкан, мантія, геофізика | Рейтинг: 0.0/0
Матеріали по темі:


Всього коментарів: 0
avatar