Etna glumina geologus jau 500 000 metų: kodėl ji neprilygsta kitiems ugnikalniams?
Etna Sicilijoje laikoma aktyviausiu Europos ugnikalniu, tačiau jos kilmė ilgą laiką buvo sunkiai paaiškinama klasikine geologijos logika. Naujas Lozanos universiteto mokslininkų tyrimas siūlo, kad Etna gali būti susijusi su retesniu mechanizmu, kuris iki šiol dažniausiai sietas su mažais povandeniniais ugnikalniais.
Etna formuotis pradėjo maždaug prieš 500 000 metų ir šiandien iškilusi daugiau nei 3 000 metrų virš jūros lygio. Ji išsiveržia kelis kartus per metus, todėl yra viena atidžiausiai stebimų vulkaninių sistemų pasaulyje, bet jos „maitinimo“ šaltinis ir tektoninis kontekstas ilgai kėlė diskusijų.
Kaip paprastai aiškinami ugnikalniai?
Dauguma Žemės ugnikalnių aiškinami trimis pagrindiniais scenarijais: plokščių sklaidos ribose, subdukcijos zonose arba vadinamosiose karštosiose dėmėse plokščių viduje. Pirmuoju atveju mantijos medžiaga kyla ir lydosi ten, kur plokštės tolsta viena nuo kitos, antruoju sprogstami ugnikalniai dažnai susiję su vandens ir nuosėdų įnešimu į mantiją, kai viena plokštė panyra po kita.
Trečiasis mechanizmas siejamas su karštosiomis dėmėmis, kai iš gilesnių mantijos sričių kylantis karštesnis srautas maitina ilgalaikes vulkanines grandines. Tokiu būdu formuojasi, pavyzdžiui, kai kurios vandenynų salų ugnikalnių sistemos.
Kodėl Etna netelpa į įprastas kategorijas?
Etna yra netoli subdukcijos zonos, kur Afrikos ir Eurazijos plokštės sąveikauja, tačiau dalis jos lavos cheminės sudėties bruožų primena karštųjų dėmių vulkanizmą. Tuo pat metu regione nėra aiškiai identifikuotos klasikinės karštosios dėmės, todėl vieno „standartinio“ paaiškinimo nepakako.
Tyrimo autoriai teigia, kad Etna gali būti maitinama ne vien trumpalaikiais lydalo susidarymo epizodais prieš išsiveržimus. Vietoj to ugnikalnį galėtų nuolat papildyti nedideli magmos kiekiai, jau esantys viršutinėje mantijoje maždaug 80 kilometrų gylyje.
Pagal šią hipotezę, magmai kelią į viršų periodiškai atveria sudėtingos tektoninės jėgos, susijusios su plokščių susidūrimu ir plokštės linkimu prie subdukcijos zonos. Kai plokštė deformuojasi, gali susidaryti plyšiai, per kuriuos magmai lengviau kilti aukštyn.
Ryšys su petit-spot ugnikalniais
Mokslininkai svarsto, kad Etna galėtų būti priskirta mažiau žinomai ketvirtai kategorijai, siejamai su vadinamaisiais petit-spot ugnikalniais. Šie objektai pirmą kartą išsamiau aprašyti 2006 metais, kai Ramiajame vandenyne buvo identifikuoti nedideli povandeniniai ugnikalniai, kylantys iš viršutinėje mantijoje esančių magmos „kišenių“.
„Mūsų tyrimas rodo, kad Etna galėjo susiformuoti mechanizmu, panašiu į tą, kuris sukuria petit-spot tipo povandeninius ugnikalnius“, – sakė Lozanos universiteto profesorius Sebastienas Pilet, vienas tyrimo autorių.
Autorių teigimu, netikėtumas slypi mastelyje: petit-spot struktūros paprastai yra mažos, o Etna yra didžiulis stratovulkanas, kurio aktyvumas tęsiasi šimtus tūkstančių metų. Tai verčia iš naujo vertinti, kokiomis sąlygomis viršutinės mantijos magmos telkiniai gali maitinti labai dideles vulkanines sistemas.
Ką rodo lavos cheminė „kronika“?
Vienas svarbiausių argumentų buvo uolienų mėginių analizė, leidusi atsekti, kaip Etnoje kito lavos cheminė sudėtis per maždaug 500 000 metų. Tyrėjai nurodo, kad sudėtis išliko palyginti stabili, net kai regiono tektoninės sąlygos kito, o tai labiau atitinka ilgalaikį, viršutinėje mantijoje egzistuojantį magmos šaltinį.
Toks aiškinimas taip pat padeda suprasti, kodėl Etna išsiveržia taip dažnai: išsiveržimų intensyvumą galėtų reguliuoti ne vien magmos „pagaminimas“, o tai, kiek efektyviai tektoniniai procesai atveria kelius jau esančiai magmai kilti į viršų. Praktiniu požiūriu tai gali būti svarbu tobulinant vulkaninių pavojų vertinimą ir stebėsenos interpretacijas.
Nors Etna yra vienas geriausiai tiriamų ugnikalnių, nauji duomenys primena, kad net ir gerai stebimose sistemose gali slypėti mechanizmai, kurie netelpa į tradicines klasifikacijas. Jei hipotezė pasitvirtins, ji galėtų praplėsti supratimą, kaip skirtingose tektoninėse aplinkose formuojasi ugnikalniai visame pasaulyje.
