Вулкан Этна на Сицилии известен как самый активный в Европе — за год он может извергаться несколько раз. Его высота составляет около 3400 метров, возраст — более полумиллиона лет. При этом учёные долго не могли объяснить природу его необычной активности: химический состав лавы и частота извержений не вписывались ни в одну из известных вулканических моделей.
Загадка Этны в том, что она производит щелочную лаву, а для её образования требуется медленное, низкоинтенсивное плавление мантии. Такой процесс не может быстро генерировать большие объёмы магмы — а Этна тем не менее извергается постоянно. Большинство вулканов Земли образуются одним из трёх стандартных способов: в зонах расхождения тектонических плит, в зонах субдукции или над «горячими точками» в мантии. Этна расположена над зоной субдукции, но по составу лавы напоминает вулканы горячих точек — хотя никаких горячих точек поблизости нет.
Чтобы найти объяснение, учёные из Лозаннского университета собрали образцы породы и восстановили химический состав лавы Этны за последние 500 000 лет. Как пишет Journal of Geophysical Research: Solid Earth, состав оказался удивительно стабильным на протяжении всей истории вулкана — несмотря на смену тектонических режимов в регионе. Это означает, что Этна, в отличие от обычных вулканов, питается не свежей магмой, образующейся незадолго до извержения, а уже существующим расплавом, запасы которого хранятся в верхней мантии на глубине около 80 километров.
По мере того как Африканская плита уходит под Евразийскую, эта древняя магма периодически выдавливается через трещины в земной коре — примерно как вода выжимается из губки. Ведущий автор исследования Себастьян Пиле поясняет: «Наше исследование предполагает, что Этна могла образоваться в результате механизма, аналогичного тому, который порождает подводные вулканы типа «маленьких пятен». Это неожиданно, поскольку подобные процессы ранее наблюдались только в очень небольших вулканических структурах, обычно поднимающихся не более чем на несколько сотен метров».
Категория «маленьких пятен» (petit-spot) была выявлена в 2006 году японскими геологами. Это крошечные подводные вулканы, питающиеся карманами магмы в верхней мантии. То, что к такому же типу может относиться гигантский наземный стратовулкан, — открытие беспрецедентное. Полученные данные имеют практическое значение: Этна нависает над сицилийскими городами Катания и Мессина, где живут сотни тысяч человек, и понимание механизма её работы напрямую влияет на оценку вулканической угрозы для региона.
