Магматические газы в океанах

Рис. 1. Извержение подводного вулкана.

Детальные модели подъёма и извержения магмы в подводно-морских условиях показывают, что значительная пироклаcтическая деятельность может происходить на глубинах более 3 000м и, что может ожидаться большой набор пирокластических отложений. Магматические резервуары срединно-океанических хребтов могут быть средой благоприятствующей накоплению магматической пены, и её быстрому выделению в виде извержений гавайского типа и связанной с ними пирокластики. Исследования природы седиментации хребтов, образования и эволюции магматических резервуаров показали, что такие скопления пены проявляются на топографических возвышениях в средних частях сегментов хребта. Кроме того, периодическая природа внедрения даек на границах дивергентных плит также создаёт условия, при которых скорость подъёма магмы в дайках часто низкая. Скорость же объединения пузырьков и скорость подъёма магматических газов относительно большая, что приводит к разрушению магмы в головной части дайки и стромболианскому типу активности. На более поздней стадии развития вулканических построек (подводных гор), образованных в подводно-морских условиях, также являются благоприятным периодом широкого проявления подводной пирокластической активности. Это является следствием не только выбросов, связанных с уменьшением глубины, но также и: (1) присутствия при вершинных магматических резервуаров, которые благоприятствуют накоплению магматической пены (усиливающих активность гавайского типа) и периодическое внедрение даек (что благоприятствует извержениям стромболианского типа), и (2) обычное нахождение щелочных базальтов, концентрации СО2, в которых благоприятствуют подводно-морским эксплозивным извержениям на глубинах более, чем для толеитовых базальтов. Пирокластические отложения, образованные в результате вулканских извержений (характеризуемые присутствием угловатых глыб вмещающих пород, отложенных вблизи кратера) могут легко отличаться от отложений, связанных со стромболианскими и гавайскими извержениями. Однако, они с трудом отличаются от продуктов фреатических и фреатомагматических извержений. Взаимодействие водяной эксплозии с расплавом и контактно-поверхностные эксплозии приводят к образованию вулканокластики в некоторых подводно-морских условиях.

Наиболее эффективный способ миграции магматических газов в морской воде над дайками или эруптивными центрами реализуется в стромболианских извержениях, когда большие газовые пузыри выделяются из магмы и извергаются непосредственно в морскую воду. H2O из этих пузырьков будет конденсироваться и СО2 будет растворяться в воде с образованием тонкой, обогащенной СО2, термальной струи, восходящей к поверхности воды. Предполагается, что магматический газ, выделяемый во время подводно-морской активности гавайского типа, тесно связан с горячей пирокластикой, которая смешивается с морской водой на границах эруптивной колонны и становится тяжёлой, в результате чего происходит обрушение и образование пограничных плотных потоков, которые латерально распространяются километра. Выделение газов, связанные с этими типами извержений, будут, в основном. происходить в терминальные (завершающие) фазы размещения и, следовательно, будут более рассеянными в морской воде, распространены по площади и будут продолжаться более длительный период времени, чем при стомболианском извержении. Такие различия предполагаемых режимов, которые требуют тщательного мониторинга, помогают изучать гидротермальную разгрузку, как при подводно-морских эксплозивных извержениях, так и медленную диффузию газов от верхней части, внедрившейся дайки.

Подводно-морские условия на Земле аналогичны процессам, происходящим на поверхности Венеры, где мощная СО2 атмосфера создает давление на поверхности эквивалентное глубинам на Земле 1000м в океанах, достаточное, чтобы сдерживать выделение ювенильных газов. Таким образом, эти условия не способствуют разрушению магм и образованию пирокластики. В ранних толкованиях, считалось, что стромболианская деятельность является наиболее вероятным процессов эксплозивных процессов на Венере , но результаты представленного анализа позволяют предполагать, что магматическая пена у кровли резервуаров на Венере может также благоприятствовать локальным извержениям гавайского типа.