이탈리아 시칠리아의 에트나산은 유럽에서 가장 활발한 화산이지만, 이 화산에는 전통적인 지질학 모델을 완전히 적용할 수 없어 과학계에서는 그 형성 과정을 설명하기 어려웠다. 로잔 대학의 최신 연구는 에트나가 친숙한 판 경계 화산, 섭입대 화산 또는 열점 화산에 속하지 않을 수 있지만 특별한 유형의 희귀한 "소점" 화산과 유사하다고 주장하는 새로운 가설을 제안했습니다.

에트나 산은 시칠리아 동부 해안에 위치해 있습니다. 500,000년 이상의 활동 역사를 가지고 있습니다. 해발 3,000m가 넘는 화산으로 매년 수 차례 폭발을 일으킨다. 이는 세계에서 가장 집중적으로 관찰되는 화산 중 하나입니다. 그럼에도 불구하고 그 기원은 여전히 ​​부분적으로만 이해되고 있습니다. 세 가지 주요 점화 메커니즘, 즉 판 분할, 섭입 및 판 내부 핫스팟 중 어느 것도 마그마 소스와 화학적 특성을 완전히 설명할 수 없습니다.

로잔 대학 연구팀은 이탈리아 국립 지구물리학 및 화산학 연구소(INGV) 카타니아 분과의 안나 로사 코르사로(Anna Rosa Corsaro)와 공동으로 저널 지구물리학 연구: 고체 지구(Journal of Geophysical Research: Solid Earth)에 논문을 게재했습니다. 이는 에트나 산의 마그마가 폭발 전 맨틀에서 대규모 용해에 의해 생성된 것이 아니라 상층 맨틀에 존재했던 작은 마그마 "재고"에 의해 지속적으로 보충되었다는 내용입니다. 오랜 시간. 이 마그마는 지표면에서 약 80km 떨어진 상부 맨틀 상단에 쌓인 후 지각 응력에 의해 간헐적으로 상승합니다.

일반적으로 화산의 형성은 대략 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 첫째, 중앙해령과 같은 판 파열 경계에서는 판 분리로 인해 상승하는 맨틀이 감압 및 녹아 새로운 해양 지각을 형성합니다. 둘째, 섭입대에서는 아래쪽으로 섭입하는 해양 지각판이 물을 운반합니다. 벨트의 물은 위에 있는 맨틀의 녹는점을 낮추어 녹아 일본의 후지산과 같은 폭발성 화산을 생성합니다. 셋째, 판 내에서 비정상적으로 뜨거운 맨틀 기둥이 열점을 형성하여 하와이와 레위니옹과 같은 화산섬 사슬을 구성합니다.

그러나 Etna는 "표준적인 답변처럼 보이지 않습니다." 섭입대에 가깝지만 암석의 화학적 조성은 열점 화산에 더 가깝습니다. 그러나 그 아래에는 하와이와 같은 맨틀 열점에 대한 명확한 증거가 없습니다. 새로운 연구는 에트나의 특이한 점은 그것이 소비하는 마그마가 각 분출마다 "신선하게 녹는" 것이 아니라 상부 맨틀에 있는 기존의 소량 용융 주머니에서 분출된다는 점이라고 지적합니다.

연구팀은 특이한 지각 배경이 핵심 요인 중 하나라고 믿고 있다. 이 지역에서 아프리카판과 유라시아판이 계속 충돌해 섭입대 근처의 판이 휘어지고 판에 일련의 균열과 약한 구역이 형성되는 것이다. 판이 천천히 휘어짐에 따라 이러한 균열은 압축된 스펀지를 눌렀을 때 생성된 채널과 같아서 상부 맨틀의 마그마가 균열을 따라 일괄적으로 상승하여 표면에 큰 층의 화산을 형성하게 됩니다.

이 아이디어를 바탕으로 연구자들은 에트나가 2006년부터 인식된 일종의 "네 번째 화산"(미소점 화산의 육지 확대 버전)에 속할 수 있다고 제안했습니다. 소위 마이크로포인트 화산은 일본 과학자들이 심해판 굴곡대에서 발견한 일종의 작은 해저 화산이다. 이들의 존재는 상부 맨틀 꼭대기에 실제로 흩어져 있는 마그마 주머니가 있음을 보여주며, 적절한 구조적 조건에서 화산으로 "압축"될 수 있습니다.

논문의 제1저자이자 로잔대학교 지구과학 및 환경대학 교수인 세바스티앙 필레(Sebastien Pilet)는 에트나의 형성 메커니즘이 이 작은 해저 화산의 그것과 놀랍도록 유사하지만 규모가 완전히 다른 수준으로 확대되어 있다고 지적했습니다. 과거 해저에서 관찰되는 미소점 화산은 높이가 수백 미터에 불과했지만, 에트나 화산은 전형적인 대규모 성층화산이다. 약 50만년 전에 활동하기 시작했으며 현재 해발 3,000m 이상에 위치해 있습니다. 거인이다.

이 새로운 가설을 테스트하기 위해 연구팀은 약 50만년에 걸친 에트나 산의 암석 샘플에 대한 체계적인 분석을 수행하여 용암의 화학적 구성의 장기적인 변화를 추적했습니다. 결과는 주변 구조 환경이 오랜 지질학적 역사에 걸쳐 진화했음에도 불구하고 에트나 마그마의 화학적 지문이 상대적으로 안정적이라는 것을 보여줍니다. 이는 마그마를 공급하는 근원지가 상부 맨틀에 오랫동안 존재해 왔으며, 분출 강도와 부피의 변화는 깊은 마그마 근원 자체의 급격한 변화라기보다는 주로 판의 움직임과 그에 따른 균열 채널의 변화와 관련이 있음을 보여준다.

이를 토대로 연구자들은 에트나가 상부 맨틀의 저속층에 있는 마그마를 지속적으로 표면으로 유도함으로써 비정상적으로 빈번한 폭발 활동을 유지하는 장기적인 "누출" 파이프와 비슷하다고 제안했습니다. 이 "누출 파이프라인" 모델은 마이크로 포인트 화산에 의해 반사된 상부 맨틀 마그마 주머니의 모습을 상호 확인하여 전 세계의 다양한 구조적 환경에서 화산의 기원을 이해하기 위한 새로운 이론적 틀을 제공합니다.

이 연구는 화산 분류 지도에서 Etna의 위치를 ​​재정의하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 향후 활동의 위험을 평가하기 위한 새로운 아이디어도 제공합니다. 카타니아의 INGV 연구원들은 마그마 저장소의 깊이, 규모 및 보충 방법을 보다 정확하게 특성화함으로써 화산 모니터링 및 재해 평가에 보다 현실적인 매개변수를 도입하여 이 초 "평상시 개방형" 화산에 대한 조기 경보 기능을 향상시킬 것으로 예상됩니다.