Сибирские учёные объяснили аномальные вспышки вулканизма

Сотрудники Института земной коры СО РАН (Иркутск) развивают новую гипотезу образования Сибирских траппов, согласно которой немалую роль в появлении мощных вспышек вулканизма может играть… лёд. За последние пять лет об этом опубликована серия статей в журналах Chemical Geology, Lithos, Earth-Science Reviews, Tectonophysics, International Geology Review, а также в специальном совместном выпуске Американского геофизического союза и Геологического общества Америки. 

 
Сибирские траппы — это обширная область вулканизма, которая охватывает территорию от Урала до Якутска, и от Севера Иркутской области  до Северного Ледовитого океана. Примерно 250 миллионов лет назад там одновременно извергалось множество вулканов, что привело к глобальной биосферной катастрофе и вылилось в одно из массовых вымираний организмов. Учёные говорят, что 75 % морских и наземных видов животных и растений не пережили этот период и навсегда исчезли с лица Земли.
 
По поводу того, чем объясняется аномально высокий вулканизм Сибирских траппов, до сих пор  не утихают научные споры. Традиционно считается, что это связано с плюмами: жидкое ядро горячее, чем мантия, из-за чего в последней периодически происходит перегрев вещества — оно всплывает с больших глубин (причём здесь твёрдое перемещается в твёрдом) и плавится, приближаясь к поверхности.  
 
«Я предложил другой механизм. На мой взгляд, такие аномальные вспышки вулканизма связаны с меньшими глубинами,  диапазона около  410—660 км,  — рассказывает руководитель центра коллективного пользования "Геодинамика и геохронология" Института земной коры СО РАН доктор геолого-минералогических наук Алексей Викторович Иванов.— Обычно H₂O до глубин Земли не доходит. Однако иногда океанические плиты погружаются в мантию так быстро, что не успевают нагреваться, и вода внутри них остаётся в молекулярном виде. Она кристаллизуется в виде высокобарической модификации льда и в таком состоянии “проскакивает” до глубин 410—660 км».  
 
При разных значениях давления существует много разных фаз льда, одна из них имеет название лед-VII — эта фаза может быть стабильной и не плавиться в некоторых  местах верхней мантии Земли с аномально низкой температурой. Всё меняется, когда плита попадает в переходную зону мантии (между верхней и нижней — Прим.ред.), задерживается там и начинает нагреваться. Лед плавится и возникает большое количество воды, которая  выступает теперь в роли флюса — то есть снижает температуру плавления окружающей мантии, и та начинает плавиться без всякого разогрева. На поверхности Земли этот эффект выражается в краткой, но мощной вспышке вулканизма длительностью один — два миллиона лет.  
 
«Я придумал этот механизм самостоятельно. Когда в 2005 году первый раз опубликовал  статью об этом исследовании, один из рецензентов сообщил мне, что подобная идея была высказана за 30 лет до меня, но не вошла в оборот, теперь я всегда ссылаюсь на эту пионерную работу, — говорит Алексей Иванов.  — Когда в 2007 году я делал доклад в Вене, его восприняли в штыки, а сейчас это уже рассматривается как серьезная научная гипотеза, — говорит Алексей Иванов. — Я считаю, что эта модель лучше описывает геологические факты, чем те механизмы, которые предлагались раньше». 
 
Исследования вулканизма поддержаны грантом РНФ 16-17-10068
 
 
Источник: «Наука в Сибири»