Поиск - новости науки и техники

Сокровища блуждающих вулканов. Минеральные воды рождаются из магмы?

Гора Бештау 8 миллионов лет назад была действующим вулканом. К такому выводу пришли ученые Института физики Земли РАН и сотрудники кафедры чрезвычайных ситуаций Кабардино-Балкарского государственного университета в ходе экспедиции, проведенной в районе Кавказских Минеральных Вод (КМВ).
“На Бештау мне удалось увидеть породы, которые в науке однозначно трактуются как вулканические, – говорит участник экспедиции, один из крупнейших вулканологов страны, ведущий научный сотрудник ИФЗ РАН, доктор геолого-минералогических наук Юрий Масуренков. – Значит, вопреки устоявшемуся мнению, магма все же прорвалась здесь на поверхность. Перед экспедицией я изучал космические снимки КМВ. Так вот Бештау из космоса смотрится, как настоящий вулкан, сохраняя все признаки вулканического сооружения. Но образовался он не в результате вулканических взрывов и излияния лав, а главным образом за счет экструзии, то есть выдавливания тестообразных массивов глубинных пород, сопровождавшегося незначительными взрывными процессами.
Справедливости ради надо сказать, что впервые утверждение о действующих вулканах Пятигорья, как называют регион КМВ, высказал еще ставропольский краевед В.Гниловской. Потом это утверждение поддержал ученый Ставропольского госуниверситета Б.Годзевич. Однако убедительных доказательств ими представлено не было. Теперь они у нас есть”.
В Пятигорье участники экспедиции впервые использовали уникальную технологию мониторинга геологической среды, которую разработал ведущий научный сотрудник ИФЗ РАН Андрей Горбатиков. “Она позволяет получать изображения недр вплоть до 50-километровых глубин, – рассказывает главный научный сотрудник ИФЗ РАН, доктор технических наук, профессор Леонид Собисевич. – Появилась технология недавно, и в ее основе использованы свойства поверхностных волн Релея. Она позволяет получать сигналы, отраженные от внутренних неоднородных геологических структур. Метод успешно апробирован при
изучении внутреннего строения вулканов на Канарских островах, на грязевых вулканах Тамани, в других реги-онах.
Но в районе КМВ немалые перепады высот, сложный рельеф местности. Кроме того, в нынешнюю экспедицию мы не могли исследовать большую площадь (нужно порядка 30 квадратных километров). Так что нам удалось заглянуть на глубины порядка 10-12 километров. Метод убедительно подтвердил – Бештау был вулканом. Думаю, что и некоторые иные лакколиты, коих в регионе порядка 18, в далеком прошлом также были вулканами. Но это, правда, еще надо доказать”.
Интерес к Пятигорью ученые проявили, работая над более обширной программой, которая посвящена изучению Эльбрусского вулканического центра. Сегодня наиболее проработанная версия гласит: Эльбрусский магматический очаг и очаг Пятигорья, который, похоже, существует и поныне, – самостоятельные структуры, поскольку представлены разными породами, различны их химизм, состав, различна и рудная минерализация. К примеру, Пятигорье в свое время дало России урановое месторождение. Такого в Эльбрусском центре нет.
Однако последние работы ученых ИФЗ РАН начинают серьезно расшатывать устоявшиеся взгляды. “Самым старым из так называемых кайнозойских, то есть относительно молодых, центров на Кавказе является Пятигорский, – поясняет Юрий Масуренков. – Следующим стал Кабардинский – 3-4 миллиона лет назад. Вулканиты там залили сотни квадратных километров. Следующий – Верхне-Чегемский, или Балкарский. Он работал 3,5-3 миллиона лет в прошлом, продемонстрировав совершенно фантастические проявления вулканизма. Редко где в геологической истории найдешь подобный пример площади, залитой столь гигантскими толщами вулканических пород. После него заработал Эльбрусский вулканический центр. Самый молодой. Получается, все эта протяженная система развивается как единое целое. Мы наблюдаем удивительную, во многом еще загадочную миграцию вулканических центров”.
Разбираться с этим предстоит долго – слишком обширно поле для фундаментальных исследований, принципиально важных как с точки зрения общего развития земных недр, так и конкретного проявления вулканизма на Кавказе. Однако уже сегодня из результатов, получаемых учеными, выкристаллизовываются вполне конкретные вещи. Так, обратившись к структуре, вмещающей Пятигорские лакколиты, ученые коренным образом пересмотрели существующие представления о происхождении здешних минеральных геотермальных вод.
До сих пор существовала единая точка зрения, гласящая: воды эти являются фрагментом артезианского бассейна, который формируется за счет стекания по осадочным породам со стороны Главного Кавказского хребта подземных вод в окружающие впадины. В ходе этого движения они и получают свою минеральную составляющую – за счет выщелачивания, взаимодействия с окружающими породами.
Ученые ИФЗ РАН доказали, что это не так. Геотермальные воды Пятигорья в значительной части являются ювенильными водами (образующимися под землей из кислорода и водорода, выделяющихся из магмы). Они – следствие гигантского магматического процесса, который развернулся здесь 8 миллионов лет назад.
А само Пятигорье – кольцевая структура с вулканическим центром, существующим очень долгое время. Более того, современное состояние термальных вод указывает на то, что магматические расплавы, породившие интрузии и вулканы, до сих пор существуют в виде жидкого магматического вещества на некоторой глубине от поверхности. И это также принципиально новая точка зрения. Она объясняет, почему так долго после завершения вулканизма мы продолжаем пользоваться целебными дарами природы.
Однако проводимые исследования поставили на повестку дня новый, весьма важный вопрос: процессы, происходящие ныне в недрах региона, – отголоски затухания прошлой вулканической деятельности или начало нового ее подъема? А может, это некое стабильное состояние? Тогда как долго оно будет продолжаться? Если есть расплав, то на какой глубине он расположен? Еще один важный научный вопрос, на который нужно ответить: сокращается ли магматическое тело, мигрирует ли оно?
“Мы опираемся на богатый опыт своих предшественников, – говорит руководитель экспедиции, заведующий лабораторией №703 ИФЗ РАН, доктор физико-математических наук, профессор Алексей Собисевич. – В частности, еще с 1950-1960-х годов в регионе велись масштабные научные исследования и поиски полезных ископаемых. К примеру, Юрий Петрович Масуренков исходил Эльбрусскую вулканическую область вдоль и поперек. Значительный объем работ выполнили сотрудники федерального унитарного предприятия “Кавказгеолсъемка”. Мы постоянно с ними в контакте. Сегодня мы расширяем и углубляем наши знания. А некоторые вещи приходится пересматривать благодаря проведению подобных экспедиций.
Помимо фундаментального научного значения ответы на возникающие вопросы важны и с практической точки зрения. Мы все пользуемся благами природы Пятигорья. Хочется, чтобы эта природная сокровищница “работала” как можно дольше. Изучая похожие структуры по всему земному шару, мы, например, выявили такие, которые действуют 25 и 30 миллионов лет. Причем перерыв между извержением магматического материала составляет до 10 миллионов лет. Иными словами, геология говорит: длительно существующих вулканических центров на Земле предостаточно. Так почему бы не рассматривать Пятигорский центр, как один из них? Этот взгляд никоим образом не противоречит современным геологическим представлениям”.

Станислав ФИОЛЕТОВ

Нет комментариев