ვულკანი კილაუეა ჰავაიზე, მსოფლიოს ყველაზე აქტიურ ვულკანად მიიჩნევა, მაგრამ ჯერ კიდევ არ ვიცით, როგორ წარმოიქმნა ის.
ახალი კვლევის მიხედვით, მაგმის თავდაპირველი სათავე ცხელი წერტილის ქვეშ, 90 კმ სიღრმეზეა გაწოლილი. კილაუეას ქვეშ მაგმის ორი თხელი კამერა წინა კვლევებშიც იპოვეს, მაგრამ ისინი საკმაოდ პატარებია და ვერ ხსნის ამ ვულკანის მიერ ამოფრქვეულ მთელ მდნარ ქანებს.
მოზრდილი კამერა 11 კმ სიღრმეში 2014 წელს აღმოაჩინეს, სეისმური ტალღების გამოყენებით; როგორც ახლა ირკვევა, მაგმის თავდაპირველი კამერა მასზე კიდევ უფრო ღრმად არის.
ჰავაის დიდი კუნძულის სამხრეთ-აღმოსავლეთ ნაპირზე აღებული უძველესი ვულკანური ქანის დამსხვრეული ფრაგმენტების ახალი ანალიზების მიხედვით, კილაუეა პიროკლასტური მასალის აუზში, დაახლოებით 100 კმ სიღრმეში დაიბადა.
დაახლოებით 210 000 – 280 000 წლის წინ, წყნაროკეანურმა ტექტონიკურმა ფილამ გადაიწია და მაგმის ჭავლი ზღვაში ამოუშვა. ამომავალი ცხელი სითხის გაციებისა და გამყარების შედეგად წარმოიქმნა მოზრდილი „ფარი“, რომელიც ტალღებში დაახლოებით 100 000 წლის წინ აფეთქდა.
ასე გაჩნდა კილაუეა, მაგრამ უკიდურესად რთულია ამ ცხელი წერტილიდან ამოტყორცნილი თავდაპირველი ქანების პოვნა, რადგან ისინი ახალი ლავის მრავალი შრის ქვეშ არის ჩამარხული. ამჟამინდელ კვლევაში ამოღებული ვულკანური ქანი ამ ვულკანის ღრმა და შორეული წარსულის კვლევის უპრეცედენტო შანსს გვაძლევს.
აქამდე მიიჩნეოდა, რომ ვულკანი კილაუეა წარმოიქმნა ცხელი წერტილიდან მომდინარე სიცხის მიერ მყარი ქანის ნაწილობრივ გადნობის შედეგად.
თუმცა, ახალმა კვლევამ ამ ჰიპოთეზის მხარდამჭერ მტკიცებულებას ვერ მიაგნო. შეგროვებული ქანები შეიცავდა იშვიათმიწა ელემენტებს, რომელთა მოდელებიც მიუთითებს, რომ ისინი მხოლოდ ერთი კონკრეტული გზით არის წარმოქმნილი.
როგორც ჩანს, ნაწილობრივ გადნობის ნაცვლად, ვულკანი კილაუეა თავდაპირველად ფრაქციული კრისტალიზაციის შედეგად წარმოიქმნა. ეს ტერმინი აღწერს კრისტალების წარმოქმნას მაგმის ღრმა აუზებში, რომლებიც მოგვიანებით არ რეაგირებენ შემორჩენილ დნობასთან.
„ამ ნიმუშების წარმოქმნა ექსპერიმენტული სამუშაოს მეშვეობით შევისწავლეთ, რაც მოიცავდა სინთეტიკური ქანების გადნობას მაღალ ტემპერატურასა (> 1,100 ˚C) და წნევაზე (> 3 GPa), გამოვიყენეთ მათი იშვიათმიწა ელემენტების კონცენტრაციის მოდელირების ახალი მეთოდი“, — განმარტავს კვლევის ავტორი, ავსტრალიის მონაშის უნივერსიტეტის გეოლოგი ლაურა მილერი.
მისივე განცხადებით, დადგინდა, რომ ნიმუშები უნდა წარმოქმნილიყო მხოლოდ კრისტალიზაციით და ძოწის მოცილებით (ფრაქციული კრისტალიზაცია).
ძოწი არის კრისტალი, რომელიც მაშინ წარმოიქმნება, როდესაც მაგმა მაღალ ტემპერატურასა და წნევაზეა დედამიწის ქერქში 90 კილომეტრზე ღრმად. ის ფაქტი, რომ მისი არსებობა საჭიროა კილაუეას ქანების შემადგენლობის ასახსნელად, მიუთითებს, რომ თავდაპირველი ამოფრქვევაც ასეთივე სიღრმიდან მოდიოდა.
ან კიდევ უფრო დიდი სიღრმიდან. როგორც ექსპერიმენტები აჩვენებს, ძოწი შეიძლება კრისტალიზდეს დედამიწის ქერქში 150 კმ სიღრმემდე.
ჰავაის კუნძულების თავდაპირველი წყარო შეიძლება ასე ღრმად არ არის, მაგრამ ახალი აღმოჩენები მიუთითებს, რომ კილაუეას სადინარი სისტემა არც ისე ზედაპირულია, როგორც ერთ დროს გვეგონა.
„ეს ეჭვქვეშ აყენებს ამჟამინდელ თვალსაზრისს, რომ ფრაქციული კრისტალიზაცია მხოლოდ თავთხელი პროცესია და მიუთითებს, რომ მაგმის ღრმა კამერის (> 90 კმ) წარმოქმნა მნიშვნელოვანი ადრეული ეტაპია ჰავაიური ვულკანის დაბადებაში“, — ამბობს მილერი.
კრისტალების ფორმაციის პერიოდებს აჩვენებს მსოფლიოს სხვა ვულკანებიც, მათ შორის ვეზუვიც, რაც მიუთითებს, რომ ზედაპირქვეშ მაგმის დიდი ხნის რეზერვუარები იმალება. თუმცა, კილაუეას თავდაპირველი მაგმის კამერა სხვა უმეტესი ვულკანისაზე გაცილებით ღრმად ჩანს.
კვლევა Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია monash.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
