Это как если бы исследователи расшифровали новый тип сигнала из недр Земли, который указывает на резкое движение расплавленных горных пород перед извержением. С помощью специально разработанных сейсмологических методов исследователи восстанавливают частичное опустошение одного из самых глубоких и крупнейших резервуаров активной магмы, когда-либо обнаруженных в верхней мантии.
Исследование опубликовано в журнале Nature Geoscience.
С мая 2018 года у побережья острова Майотта на архипелаге Коморских островов между Африкой и Мадагаскаром была зафиксирована необычная последовательность землетрясений. Сейсмическая активность началась с серии тысяч «на первый взгляд тектонических» землетрясений, завершившихся землетрясением магнитудой 5 баллов.9 в мае 2018. Однако в основном с июня 2018 года появилась совершенно новая форма сигнала землетрясения, которая была настолько сильной, что ее можно было зарегистрировать на расстоянии до тысячи километров.
Эти 20-30-минутные сигналы характеризуются особенно гармоническими низкими частотами, почти монохроматическими, похожими на большой колокол или контрабас, и называются сигналами очень длинного периода (VLP). Хотя центр сейсмической активности находился почти в 35 километрах от берега к востоку от острова, непрерывное опускание и движение земной поверхности в восточном направлении на Майотте началось одновременно с началом массивных скоплений VLP-событий, накопившихся почти до 20 сантиметров на сегодняшний день.
Хотя не было доказательств более ранней вулканической активности в эпицентре сейсмической активности, ученые GFZ подозревали магматические процессы с самого начала, поскольку толчки землетрясений в верхней части земной коры часто возникают как реакция на подъем магмы и VLP в более ранние годы. были связаны с обрушением крупных кальдерных вулканов.
Особый частотный состав сигналов VLP вызван резонансными колебаниями погребенного магматического очага. Чем глубже колебания, тем больше резервуар магмы. Однако рои землетрясений под дном океана были намного глубже, чем у других вулканов, а резонансные тона VLP были необычно низкими и сильными.
Международная группа во главе с ученым GFZ Симоне Ческа проанализировала сейсмологические и геодезические данные из региона, чтобы изучить эти наблюдения и их эволюцию с течением времени.
Однако исследования осложнялись тем фактом, что на дне океана не было сейсмической сети, и поэтому были доступны только измерения на больших расстояниях на Майотте, Мадагаскаре и в Африке. «Мы попытались улучшить неблагоприятную исходную ситуацию, разработав новые специальные аналитические методы, такие как методы кластерного и направленного пучка», – говорит Сеска.
Команда определила различные этапы деятельности в последовательности событий с мая 2018 года по сегодняшний день.
Начальная фаза роя указала на быстрое восходящее движение магмы из глубокого мантийного резервуара более чем на 30 километров ниже поверхности Земли. Как только открытый канал образовался от мантии Земли до морского дна, магма начала беспрепятственно течь и образовала новый подводный вулкан.
Французская океанографическая кампания недавно подтвердила образование подводного вулкана, местоположение которого совпадает с реконструированным поднятием магмы.
На этом этапе кажущаяся тектоническая активность землетрясений снова снизилась, в то время как на острове Майотта началось опускание грунта. Аналогичным образом начались длительные одночастотные сигналы VLP. «Мы интерпретируем это как признак обрушения глубокого магматического очага у побережья Майотты», – объясняет Элеонора Ривальта, соавтор научной группы. «Это самый глубокий (~ 30 км) и самый крупный резервуар магмы в верхней мантии (более 3.4 кубических километра) на сегодняшний день, который начинает резко пустеть."
"Поскольку морское дно находится на 3 км ниже поверхности воды, почти никто не заметил огромного извержения.
Тем не менее, сегодня для острова Майотта все еще существуют возможные опасности, поскольку земная кора над глубоким резервуаром может продолжать разрушаться, вызывая более сильные землетрясения », – говорит Торстен Дам, руководитель отдела физики землетрясений и вулканов в GFZ.