Článek
Letošní vědecká studie Sebastiena Pileta ze švýcarské Univerzity v Lausanne a jeho kolegů přichází s fascinující hypotézou: významná část magmatu, které Etna vyvrhuje, možná nevzniká těsně před erupcí novým tavením hornin pod Sicílií. Může jít o taveninu, která vznikla v hlubinách zemského pláště už dříve a dlouhodobě se hromadila u spodní hranice litosféry.
Etna by pak fungovala jako jakési vyústění „unikajícího potrubí“, jímž tento materiál proniká k povrchu. Klíč k vysvětlující hypotéze možná leží v nenápadném jevu zvaném petit-spot.
Hlavolam zvaný Etna
Když se podíváte na vulkanické souostroví, jako je Havaj, uvidíte jiný vývojový vzorec: zdejší sopky začínají zpravidla většími erupcemi obvyklejších typů láv, vznikajících vysokým stupněm tavení pláště, a na sklonku života chrlí už jen malé objemy alkalických láv.
U Etny to však funguje spíše naopak – po počátečním období menší sopečné aktivity (asi před 550 až 300 tisíci lety) během posledních 60 tisíc let sopka neuvěřitelně „zrychlila činnost“ a vychrlila za celou tuto dobu kolem 350 kilometrů krychlových alkalického magmatu, bohatého na draslík, sodík i rozpuštěné plyny. Rychlost této produkce dokonce výrazně vzrostla zejména během posledních 15 tisíc let.
Pro geology to byl hlavolam. Alkalické magma v nitru Země vzniká např. při velmi nízkém stupni částečného tavení hornin pláště. Jak by ale mohl nízký stupeň tavení vytvořit tak obrovské objemy magmatu a udržovat erupční rychlost srovnatelnou s ostrovními vulkanickými oblouky?
Kdyby mělo magma vznikat tradičním způsobem, musel by se pod Sicílií v reálném čase tavit nepředstavitelně gigantický objem plášťových hornin. Možná je zde však přítomen jiný scénář.
Stálý a skrytý zásobník taveniny v zóně nízkých rychlostí?
Podle nové hypotézy může činnost Etny souviset s taveninou, která se dlouhodobě hromadí hluboko pod povrchem, v zóně nízkých rychlostí (Low Velocity Zone, LVZ, v hloubkách kolem 60 až 70 km i mnohem níže). Ta leží v přechodové oblasti mezi pevnou litosférou a plastičtější astenosférou. Název pochází z geofyzikálních měření, která zde odhalují oblast, v níž se seismické vlny šíří pomaleji než v okolních vrstvách. V této zóně na některých místech také pozorujeme vysokou elektrickou vodivost nebo další anomálie.
Pokud se nový model potvrdí, mohl by pomoci lépe pochopit nejen původ Etny, ale i roli malého množství taveniny při pohybu litosférických desek.
Vlastnosti této zóny mohou být mimo jiné důsledkem přítomnosti nepatrného množství silikátové taveniny bohaté na vodu a oxid uhličitý. Tyto látky mohou za určitých podmínek snížit teplotu, při níž se horniny začínají tavit.
Podle modelu autorů mohla tavenina vznikat v hloubkách až kolem 180 kilometrů, velmi pomalu (v měřítku desítek tisíc let) migrovat vzhůru a hromadit se u spodního okraje litosféry.
Jak Etna funguje
Nejde však o přímo pozorovanou „podzemní nádrž“. Tato vrstva pravděpodobně zároveň usnadňuje pohyb tektonických desek po astenosféře. Neznamená to však nutně, že zde tektonické desky kloužou po souvislé vrstvě kapaliny.
Od drobných pahorků na dně oceánu až k sicilskému obru
A právě zde podle vědců zřejmě vstupuje do hry mechanismus petit-spot. V roce 2006 pozoroval japonský tým pod vedením Naota Hirana u podmořského Japonského příkopu dosud neobvyklý typ drobného vulkanismu.
Zjistili, že když se oceánská deska v blízkosti místa, kde se začíná zasouvat do zemského nitra, ohýbá, vzniká v ní napětí a mohou se otevírat trhliny usnadňující výstup taveniny. Deformace desky tedy může efektivně fungovat jako mechanický lis, který pomáhá vytlačovat malé množství taveniny z hlubších oblastí směrem k povrchu. Vznikají tak zpravidla drobné podmořské vulkány a sopečné pahorky o objemu pouhých 0,005 až 1 km³ – takzvané petit-spots.