Крупнейший вулкан на Земле потерял лидерство

Исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience, заявляет, что массив Таму, который считается крупнейшим вулканом в мире, представляет собой другое семейство вулканических гор и больше не может считаться самым большим на Земле по площади.

«В ходе анализа магнитного поля над массивом Таму оказалось, что магнитные аномалии [возмущения поля, вызванные магнитными породами в земной коре] аналогичны возникающим над срединно-океаническими хребтами», – сообщил в пресс-релизе на портале SciGlow первооткрыватель массива Таму и ведущий автор исследования доктор Уильям Сэджер, профессор в Университете Хьюстона (США).

Полученные результаты привели профессора Сэджера к выводу, что плато, образованное срединно-океаническим хребтом, растет не как щитовой вулкан, а под влиянием спрединга (геодинамического процесса раздвигания жестких литосферных плит под действием нагнетаемого снизу магматического расплава). Таким образом, массив Таму возник под совокупным влиянием движения плит и необычного вулканизма, став вулканической горой совершенно уникального типа.

Магнитные аномалии

Геологи стремились понять, как вулкан Таму с площадью почти 300 тысяч квадратных километров (что немногим меньше Томской области) образовался вблизи пересечения трех океанических хребтов, которые сами по себе представляют собой длинные линейные вулканы. Ключом к решению задачи стали магнитные аномалии. Рельеф дна Тихого океана Срединно-океанические хребты – границы литосферных плит – демонстрируют характерные линейные магнитные аномалии, параллельные гребню, по мере того как они образуют новую кору. Это является результатом того, что потоки лавы и магма сконцентрированы около оси хребта, где магнитные минералы в новой коре записывают изменения полярности магнитного поля.

Ранее линейные магнитные аномалии, образованные тремя хребтами, были обнаружены по всему массиву Таму, но было неясно, где они останавливаются внутри самого вулкана. В статье, опубликованной командой Уильяма Сэджера в 2013 году также в журнале Nature Geoscience, сделан вывод о том, что массив Таму – это огромный вулканический щит, образованный широко распространенными лавовыми потоками, исходящими из его вершины. Такой механизм формирования должен был либо создать единую когерентную аномалию, если вулкан возник за короткое по геологическим меркам время (в течение одного периода магнитной полярности), или нерегулярный радиальный рисунок, если его формирование охватывало магнитные инверсии.

В ходе текущего исследования была составлена ​​карта магнитных аномалий над массивом Таму с использованием 4,6 миллиона показаний магнитного поля, собранных за 53 года на 72 тысячах километрах судовых путей. Набор данных был подкреплен сеткой магнитных профилей, полученных в 2015 году научно-исследовательским кораблем Шмидтского института океана (США) с использованием современных методов навигации. Оставленная по данным карта показала, что линейные магнитные аномалии вокруг вулкана Таму сливаются в линейные аномалии над самой горой. Хотя линейные аномалии осложняются поворотом на 90° одного сегмента хребта, совпадающего с расположением плато, подразумевается, что массив Таму возник как аномально толстое образование коры срединно-океанического хребта. Батиметрия массива Таму и существующие магнитные линии. Незакрашенные кружки обозначают места забора образцов базальта для палеомагнитного исследования. Credit: William Sager et al.; Nature Geoscience Почему этот вывод так важен?

Это показывает, что геологи заблуждались, в ходе какого процесса образовался массив Таму и, возможно, другие океанические плато (большие вулканические горы в океане). Широко распространенная идея утверждает, что большая капля магмы («мантийный шлейф») поднимается через мантию и, достигая поверхности, создает массивный вулкан. Считается, что такое подводное извержение аналогично трапповым выбросам на суше, примерами которых являются Сибирские траппы в России и траппы плато Декан в Индии. Такая модель формирования подразумевает, что магма, проступая через кору, образует стопку лавовых слоев, возраст которых прямо пропорционален глубине, то есть самый молодой слой находится сверху. Однако, в случае распространения океанского хребта, возрастная прогрессия является латеральной: новый материал всегда добавляется в центре гребня, поскольку более старые породы смещаются в сторону. Исследование Уильяма Сэджера подразумевает, что крайне пологие (<1°) склоны массива Таму вызваны не формой лавового потока, а постепенной инфляцией, а затем и дефляцией вулканического хребта (истончением под действием внешних факторов). Плато Путорана (Сибирские траппы) Другим следствием этой гипотезы является то, что аналогичная гора должна была образоваться на другой стороне хребта. Движение плит, вероятно, перенесло этого потерянного двойника на северо-запад, где он встретился с углублением западной части Тихого океана и стал частью Азиатского континента.

«Результат также ослабляет принятую аналогию между трапповыми извержениями и океаническими плато, поскольку наглядно демонстрирует различия в этих геологических процессах», – сообщают исследователи.

Массив Таму – не самый большой вулкан в мире?

Новая картина действительно означает, что самым большим в мире щитовым вулканом становится Мауна-Лоа в Гавайском архипелаге. Массив Таму – не щит, а другой тип вулканической горы. Существуют более крупные океанические плато, Онтонг-Ява в Тихом океане и Кергелен в Индийском океане, но механизмы их формирования подробно не изучены. Тем не менее, массив Таму, безусловно, является одной из крупнейших вулканических гор в мире.

Вулкан Мауна-Лоа, Гавайи В чем причина ошибки?

Это пример сложности изучения океанических вулканов, которые недоступны из-за того, что скрыты под толщей воды. Предыдущее исследование основывалось на выводах о толщине лавовых потоков на окраинах плато и данных о параллельных подземных потоках лавы, отслеженных до вершины и предполагающих, что вулкан образовался группой вертикальных потоков. По аналогии с трапповым излиянием базальта, где отдельные потоки лавы распространяются на сотни километров, ученые пришли к выводу, что вулкан Таму сформировался аналогичным образом.

Но этот вывод был сродни реконструкции динозавра по зубу и одной кости конечности, в ходе которой пробелы заполняются по умозаключениям о строении других животных. Магнитные данные текущего исследования критически важны, потому что линейные аномалии не могут быть сформированы по-другому.

Однозначные данные, полученные из палеомагнитного исследования образцов базальта, показывают, что потоки лавы в двух разных местах на массиве Таму имеют противоположные магнитные полярности, в соответствии с интерпретацией магнитной карты. Это и подтолкнуло исследователей к изменению точки зрения о происхождении вулкана Таму.