Гидротермальные источники помогут прогнозировать извержения подводных вулканов
Срединно-океанические хребты — зона активного взаимодействия двух стихий — воды и подземного огня. Регулярно замеряя температуру в жерлах термальных источников, ученые предскажут ближайшие встречи Гефеста и Посейдона.
Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail
Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences предоставляет ученым новый мощный инструмент для мониторинга и прогнозирования тектонической активности глубоко под морским дном в срединно-океанических хребтах — обширных подводных горных цепях, которые образуются в местах расхождения тектонических плит Земли.
Исследование показало, что колебания температуры жидкостей, вытекающих из гидротермальных источников, в течение от нескольких минут до нескольких лет напрямую указывают на характер магматических и тектонических процессов, происходящих в нескольких километрах под морским дном. Работа впервые доказывает, что эти едва заметные, но поддающиеся регистрации изменения температуры могут помочь в прогнозировании извержений подводных вулканов.
В рамках исследования проведен 35-летний ряд измерений температуры в пяти гидротермальных источниках на Восточно-Тихоокеанском поднятии — одном из наиболее активных и хорошо изученных сегментов глобальной системы срединно-океанических хребтов.
Большая часть внутренней тепловой энергии Земли передается океану именно на срединно-океанических хребтах. До сих пор у ученых не было прямого способа связать то, что можно измерить на морском дне, с тем, что происходит глубоко под ним, где накапливается магма и происходят извержения. Новые результаты показывают, что эти два процесса тесно связаны.
Гидротермальные источники образуются, когда морская вода просачивается в океаническую кору, нагревается при взаимодействии с нижележащими породами и выходит на поверхность, нагревшись подчас до 350-400°C. Эти источники помогают поддерживать тепловой баланс Земли и служат средой для уникальных экосистем, которые процветают в отсутствие солнечного света.
Долгосрочный набор данных, использованный командой, — один из самых полных и непрерывных в своем роде — показал, что температура в жерлах Восточно-Тихоокеанского поднятия неуклонно росла с примерно 350 °C до почти 390 °C в годы, предшествовавшие двум известным извержениям: в 1991–1992 и 2005–2006 годах. После последнего извержения температура снова упала примерно до 350 °C, но с тех пор продолжает расти.
Авторы предполагают, что это повышение температуры вызвано ростом давления в океанической коре, которое, в свою очередь, обусловлено постепенным увеличением объема магмы, находящейся в полутора километрах под морским дном. По мере расширения магматического тела оно оказывает давление на окружающие породы, а также на содержащиеся в них гидротермальные флюиды. Этот процесс можно отследить по медленному, но неуклонному повышению температуры в жерлах.
Объединив температурные измерения с аналитическими моделями и данными о морском дне, авторы обнаружили, что нагрев жерл коррелирует с повышением давления магмы. Это явный сигнал, который может помочь предсказать извержения до того, как они произойдут.
Анализ, проведенный командой, показал, что условия соответствуют неизбежному извержению в начале 2025 года. Этот прогноз оказался верным, когда извержение срединно-океанического хребта было подтверждено в апреле с помощью пилотируемого подводного аппарата «Элвин». Это один из первых случаев, когда ученые успешно предсказали глубоководное вулканическое событие на основе гидротермальных данных.
Полученные результаты открывают перспективы для развития глобальных сетей мониторинга срединно-океанических хребтов и для улучшения понимания того, как недра Земли взаимодействуют с океаном. Благодаря автономным приборам, способным непрерывно отслеживать состояние морского дна в течение длительного времени, ученые как никогда близки к тому, чтобы «услышать» тектоническое сердцебиение планеты в режиме, близком к реальному времени.
Об удивительном «затерянном мире» на дне Тихого океана читайте в материале Hi-Tech Mail.
Поделиться
