Исследователи из Университета Квинсленда обнаружили, что крошечные кристаллы в вулканических породах могут служить окном в активность вулкана и подсказывать, когда он может извергнуться. Докторант Даниэла Парра-Энкалада изучила белый кристалл плагиоклаз, который встречается в горных породах. Об этом пишет издание Phys.org.
Самые мелкие кристаллы из Андских вулканов разного возраста, стилей извержения и уровня активности имели одинаковую химическую сигнатуру. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Плагиоклаз растёт в магме всего в нескольких километрах под поверхностью, реагируя на изменения температуры, содержания воды и состава магмы.
Анализ химии отдельных кристаллов, а не целых пород, позволяет реконструировать разные этапы истории вулкана и выявить процессы, которые происходили непосредственно перед извержением. Самые мелкие и новые кристаллы, шириной с человеческий волос, формировались на финальных стадиях извержения. Каждый образец вулканической породы, собранный во время полевой поездки на 230-километровом участке Центральных Анд в Чили и Аргентине, нёс следы одного и того же процесса.
Исследователи изучили тонкие срезы 28 репрезентативных образцов из семи вулканов и двух более древних суперизвержений под специальными микроскопами, проанализировав химический состав микрокристаллов плагиоклаза. Парра-Энкалада сравнила результаты с данными из других районов Тихоокеанского огненного кольца и обнаружила схожие характеристики в других наборах данных, что указывает на единый триггерный механизм.
Моделирование показало, что химическая сигнатура кристаллов, скорее всего, связана с очень горячей магмой, поступающей из глубины и проталкивающейся в неглубокий магматический резервуар. Это дестабилизирует систему вулкана и в итоге запускает извержение. Команда назвала новый геохимический паттерн «полем извергаемости плагиоклаза» и планирует проверить, встречается ли он в океанических вулканах.
Старший автор исследования, доцент Тереза Убиде, отметила, что будущие исследования могут определить, можно ли использовать химическую сигнатуру плагиоклаза для выявления вулканов, требующих более пристального мониторинга, поскольку она может указывать на повышенную склонность к извержению. Кристаллы плагиоклаза также могут раскрыть, как магматические системы накапливают ценные металлы, такие как медь и золото, создавая новые связи между вулканологией и исследованиями критически важных минералов.