Извержение вулкана Этна произошло 3,93 тыс. лет назад. Оно принадлежит к субплинианскому катастрофическому типу и характеризуется индексом эксплозивности VEI=4. К данному типу относятся недавние извержения Эйяфьядлайёкюдля (2010 г.), Мерапи (2010 г.) и Семеру (2021 г.). Однако для базальтовых магм не характерна столь сильная эксплозивность.
Этна сформировал стратифицированные отложения тефры, которые стали объектом международного исследования с участием лаборатории геохимии магматических и метаморфических пород ГЕОХИ им. В.И. Вернадского РАН.
Ученые обнаружили в отложениях вкрапленники высокомагнезиального оливина с закаленными расплавленными включениями размером до 0,1 мм, представленными микрофрагментами магмы, захваченными в недрах при кристаллизации оливина-хозяина. В Институте Минералогии Ганновера данные частицы сгомогенизировали и закалили на IHPV при 400 МПа и 1330°C для оценки исходного содержания летучих компонентов в первоначальных магмах методом ионнозондового анализа включений.
По результатам установлено, что концентрация CO2 в расплаве составляла до 1 масс. %, H2O – до 6. Столь высокие содержания летучих компонентов в первичных магмах зафиксированы впервые. Углекислый газ в них был связан с мантийным углеродом, предположительно, субдукционного происхождения, а не с осадочными карбонатами, как считалось ранее.
Такие насыщенные летучими компонентами магмы начинают кристаллизоваться на глубине более 30 км, ниже границы Мохоровичича. Таким образом, расплав Этны имел мантийное происхождение.
На основе моделирования профилей содержания воды и форстерита в оливине, полученных методами ИК-спектроскопии и электроннозондового микроанализа, установлено, что подъем магмы к поверхности занял от 2-3 ч до 1-5 сут. Причем верхнюю часть земной коры мощностью менее 15 км расплав преодолел за 5-45 мин со скоростью 0,35-3 км/мин (средняя - ~1 км/мин).
Ученые утверждают, что эксплозивный характер извержения и быстрый подъем расплава из мантии к поверхности были обусловлены высокой концентрацией летучих компонентов.
