Новое исследование, [опубликованное](https://pnas.org/doi/10.1073/pnas.2510245122) в Proceedings of the National Academy of Sciences, предоставляет учёным мощный инструмент для мониторинга и прогнозирования тектонической активности глубоко под морским дном в срединно-океанических хребтах — обширных подводных горных цепях, которые образуются в местах расхождения тектонических плит Земли.
Название исследования — «Температура гидротермальных источников отслеживает магматическое вздутие и прогнозирует извержения на Восточно-Тихоокеанском поднятии, 9°50′ с. ш.». В нём показано, что колебания температуры жидкостей, вытекающих из гидротермальных источников в течение от нескольких минут до лет, указывают на воздействие магматических и тектонических процессов, происходящих за много миль под [морским дном](https://phys.org/tags/seafloor/). Полученные данные впервые свидетельствуют о том, что эти едва заметные, но обнаруживаемые изменения температуры могут стать средством прогнозирования извержений на морском дне.
Исследование проведено под руководством Тибо Баррейра из Французского национального центра научных исследований (CNRS) и Университета Бреста, при участии сотрудников Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI), Лихайского университета и Института океанографии Скриппса. В работе представлена 35-летняя серия измерений температуры в пяти гидротермальных источниках вдоль Восточно-Тихоокеанского поднятия — одного из наиболее активных и хорошо изученных сегментов глобальной системы срединно-океанических хребтов.
«Срединно-океанические хребты — это места, где большая часть внутренней тепловой энергии Земли передаётся океану, — сказал Дэн Форнари, заслуженный учёный из WHOI и соавтор исследования. — До сих пор у нас не было прямого способа связать то, что мы можем измерить на морском дне, с тем, что происходит глубоко внизу, где накапливается магма и происходят извержения. Наши результаты показывают, что эти процессы тесно связаны».
Гидротермальные источники образуются, когда морская вода просачивается в океаническую кору, нагревается при взаимодействии с подстилающими породами и вновь выходит на поверхность в местах, известных как гидротермальные источники, часто достигая температур выше 350 °C (660 °F). Эти источники помогают поддерживать тепловой баланс Земли и поддерживают уникальные экосистемы, которые процветают в отсутствие солнечного света.
Долгосрочный набор данных, использованный командой — один из наиболее непрерывных и полных в своём роде, — показал, что температура источников на Восточно-Тихоокеанском поднятии неуклонно росла с примерно 350 °C до почти 390 °C в годы, предшествовавшие двум известным извержениям в 1991–1992 и 2005–2006 годах. После последнего события температура опустилась примерно до 350 °C, но с тех пор снова растёт.
Авторы предполагают, что это [повышение температуры](https://phys.org/tags/temperature+increase/) обусловлено повышением давления в [океанической коре](https://phys.org/tags/oceanic+crust/), вызванным постепенным увеличением объёма магмы, расположенного примерно в миле под морским дном. По мере расширения магматического тела оно оказывает давление на окружающие породы и гидротермальные жидкости, что проявляется в медленном, но неуклонном повышении температуры на выходах источников.
«Объединив эти измерения температуры с аналитическими моделями и данными о морском дне, мы обнаружили, что нагрев источников коррелирует с нарастанием магматического давления, — сказал Баррейр. — Это чёткий сигнал, который может помочь нам предвидеть извержения до их наступления».
Анализ команды указал на условия, соответствующие неизбежному [извержению](https://phys.org/tags/eruption/) в начале 2025 года — прогноз, который подтвердился, когда извержение на срединно-океаническом хребте [было подтверждено в апреле](https://www.whoi.edu/press-room/news-release/scientists-in-alvin-witness-seafloor-eruption-on-the-east-pacific-rise/) командой, использовавшей обитаемый подводный аппарат Alvin, в состав которой входили многие соавторы. Это один из первых случаев, когда учёные успешно предсказали глубоководное вулканическое событие на основе гидротермальных данных.
Результаты обещают продвинуть глобальные сети мониторинга океана вдоль [срединно-океанических хребтов](https://phys.org/tags/mid-ocean+ridges/) и улучшить понимание того, как недра Земли взаимодействуют с океаном. Благодаря тому, что долгосрочные автономные инструменты теперь способны непрерывно отслеживать условия на морском дне, учёные как никогда близки к тому, чтобы «слышать» тектоническое сердцебиение планеты практически в реальном времени.
«Это выдающийся шаг вперёд в подводной геофизике, — сказал Форнари. — Гидротермальные источники — это не только биологические оазисы, но и окна в динамические процессы, которые формируют нашу планету».
Предоставлено
[Океанографический институт Вудс-Хоул](https://phys.org/partners/woods-hole-oceanographic-institution/)