Вулкани можуть бути не лише джерелом небезпечних вивержень, а й своєрідними природними фабриками металів. Гарячі рідини, які циркулюють поблизу магми, здатні переносити значні концентрації міді, цинку, свинцю та інших важливих елементів. Саме такі процеси мільйони років тому сформували багато родовищ, які сьогодні розробляють у різних частинах світу.
Тепер учені припускають, що подібне родовище може формуватися просто зараз — глибоко під активним вулканом у Карибському регіоні.
Металонасичений резервуар під Soufrière Hills
Дослідники під керівництвом фахівців Оксфордського університету вивчили внутрішню будову вулкана Soufrière Hills на острові Монтсеррат. Він востаннє вивергався у 2013 році й досі залишається активним.
За допомогою сейсмічних даних команда створила тривимірну карту надр вулкана. Вчені використали записи землетрусів, отримані у 1996–2007 роках на 23 станціях моніторингу.
Особливість методу полягає в тому, що різні типи сейсмічних хвиль по-різному проходять крізь магму, тверду породу та насичені рідиною ділянки. Аналіз тисяч P- і S-хвиль дозволив дослідникам визначити структуру прихованих зон під поверхнею.
Приблизно за 2 кілометри під землею вони виявили ділянку завширшки близько 1–1,5 км, яку інтерпретують як резервуар гарячого солоного розчину з високим вмістом металів.
Природний «концентратор» корисних копалин
Такі розчини називають розсолами. Вони утворюються внаслідок взаємодії магми, гарячих флюїдів і навколишніх порід. За високих температур і тиску рідина може розчиняти та переносити метали, а згодом концентрувати їх у певних ділянках.
Саме цей процес вважають одним із ключових механізмів формування багатьох вулканічних рудних родовищ. Дослідники також визначили підземний вулканічний осередок, області циркуляції гарячих геотермальних рідин і шар глини ближче до поверхні, який змінився під їхнім впливом.
Це означає, що під вулканом фактично простежується ціла система руху гарячих рідин — від глибоких зон, пов’язаних із магмою, до поверхневих шарів.
Вулкан може бути джерелом енергії та металів
Відкриття цікаве не лише для геологів. Метали, які можуть накопичуватися у вулканічних системах, потрібні для виробництва електроніки, акумуляторів та іншої сучасної техніки. Крім того, та сама підземна система може бути джерелом геотермальної енергії. Гарячі флюїди вже використовуються в деяких регіонах для виробництва електроенергії та опалення.
Водночас видобування ресурсів поблизу активного вулкана залишається надзвичайно складним завданням. Високі температури, тиск, нестабільність порід і ризик вулканічної активності роблять буріння потенційно небезпечним і дорогим.
Сейсміка може допомогти уникнути ризикованого буріння
Саме тому особливу цінність має метод, використаний дослідниками. Замість того щоб одразу бурити свердловини в гарячі вулканічні породи, учені спочатку «просвічують» надра за допомогою природних землетрусів.
Тривимірна сейсмічна карта допомагає визначити перспективні ділянки та потенційно зменшити ризики майбутніх бурових робіт.
Поки що ніхто не говорить про початок промислового видобутку металів із Soufrière Hills. Але дослідження показує важливу річ: частина майбутніх родовищ може формуватися просто зараз, а не лише залишатися спадщиною давніх вулканів.
Якщо подібні резервуари вдасться надійно виявляти та безпечно освоювати, активні вулканічні системи в перспективі можуть стати одночасно джерелом геотермальної енергії та критично важливих металів. Дослідження було опубліковано в журналі Geophysical Research Letters.