Этне больше полумиллиона лет, но этот огромный вулкан на Сицилии до сих пор остается крайне активным. Его высота составляет около 3400 метров, и он считается самым активным вулканом Европы: извержения могут происходить по нескольку раз в год.
Но Этна давно ставила ученых в тупик. Она ведет себя не совсем так, как другие стратовулканы. Обычно такие вулканы связаны с одними геологическими процессами, а состав лавы у Этны больше напоминает лаву вулканов горячих точек. При этом рядом с ней нет известных горячих точек.
Еще одна странность — Этна часто выбрасывает щелочные лавы. Такие лавы богаты летучими веществами, а для их образования нужно много времени. Поэтому непонятно, как вулкану удается производить их так активно и в таких объемах.
Новое исследование предлагает возможное объяснение. Ученые считают, что Этну может питать редкий механизм, который до недавнего времени связывали в основном с небольшими подводными вулканами, а не с такими гигантскими стратовулканами.
Обычно вулканы формируются одним из трех способов. Первый — когда тектонические плиты расходятся, вещество мантии поднимается, плавится и образует новую океаническую кору. Второй — когда одна плита погружается под другую, приносит воду в мантию и снижает температуру плавления, что может приводить к мощным извержениям. Третий — когда внутри плиты поднимается перегретое вещество мантии, как в случае вулканов, сформировавших Гавайи.
Этна не вписывается в эту простую схему. Она находится над зоной субдукции, но ее лава по химическому составу похожа на лаву вулканов горячих точек.
Чтобы разобраться, авторы исследования изучили образцы Этны и восстановили химический профиль ее лавы за последние 500 тысяч лет. Оказалось, что состав лавы был удивительно стабильным на протяжении всей истории вулкана, даже несмотря на тектонические изменения, которые могли бы повлиять на местные вулканы.
Это навело ученых на мысль, что Этна работает не как обычные вулканы, где извержения часто связаны с недавно сформированной магмой. Вместо этого вулкан, вероятно, получает медленный приток уже существующей магмы, которая была заперта примерно на глубине 80 километров — между верхней мантией и основанием тектонических плит.
По версии исследователей, когда Африканская плита погружается под Евразийскую, щелочная магма из таких карманов верхней мантии поднимается через трещины в земной коре. В статье этот процесс сравнивается с водой, которую выжимают из губки.
Из-за этого Этна может относиться к типу так называемых petit-spot вулканов. Эта категория была выделена в 2006 году и связана с магмой, поступающей из карманов в верхней мантии.
Но даже здесь Этна остается исключением. Обычно такие вулканы маленькие и поднимаются всего на несколько сотен метров. Этна же — огромный вулкан высотой около 3400 метров.
По словам ведущего автора исследования Себастьена Пиле из Лозаннского университета, Этна могла сформироваться по механизму, похожему на тот, который создает небольшие подводные вулканы. Для ученых это неожиданно: раньше такие процессы наблюдали только у очень малых вулканических структур.
Главный вывод исследования: Этна может быть устроена иначе, чем большинство вулканов на Земле. И это важно не только для науки, но и для оценки рисков, потому что рядом с вулканом находятся крупные города восточной Сицилии, включая Катанию и Мессину.
