Побережье Козвэй-Кост на северо-востоке Северной Ирландии прославилось на весь мир благодаря одному из самых необычных природных памятников – это Мостовая гигантов (или Тропа Великана). Она представляет собой примерно 40 тысяч соединённых между собой базальтовых (и кое-где андезитовых) колонн, сформировавшихся в результате древнего извержения вулкана.
Верхушки колонн образуют что-то вроде трамплина, который начинается у подножья скалы и исчезает под поверхностью моря. Большинство колонн шестиугольные, хотя некоторые насчитывают четыре, пять, семь и восемь углов. Самая высокая колонна в высоту достигает 12 метров.
Кельтские мифы предлагают оригинальную версию происхождения Тропы Великана, но у геологов есть на этот счёт свои мысли. Большинство экспертов полагает, что 50-60 миллионов лет назад эта часть острова пережила период интенсивной вулканической активности, вследствие которой расплавленный базальт формировал обширные лавовые плато. По мере охлаждения происходило сокращение объёма вещества (как при высыхании грязи), и горизонтальное сжатие приводило к образованию характерной структуры – шестигранных столбов.
Команда исследователей из Ливерпульского университета решила более подробно исследовать причины и условия образования Тропы Великана. В результате геологам удалось определить температуру, при которой сформировалась причудливая тропа.
Специалисты поясняют в пресс-релизе, что колонны правильной геометрической формы могут быть сформированы из многих типов вулканических пород. В данном случае известно, что речь идёт о базальте, но вопрос в том, насколько горячим должен быть материал, чтобы получились столь необычные структуры.
Исследователи решили смоделировать процесс в лабораторных условиях, и в итоге провели захватывающий эксперимент. Сперва они создали устройство, позволяющее имитировать нужные геологические процессы, в частности, охлаждать зажатую в прессе лаву. Затем геологи навестили легендарный вулкан Эйяфьядлайёкюдль и привезли из Исландии образцы базальтовых пород для работы. Колонну материала закрепляли специальными зажимами и разогревали до 1000 °С, чтобы вернуть её к состоянию расплавленной лавы.
Далее полученную массу помещали под пресс и начинали охлаждать. При этом очень важно было не пропустить момент, когда лава начинает сжиматься и трескаться, образуя характерную колонну.
Авторы выяснили, что излившаяся магма кристаллизуется и застывает в вулканическую горную породу из семейства базальтов при 980 °С, а при понижении температуры до 90-140 °С она начинает сжиматься и трескаться, образуя колонны.
Учёные делают вывод: вероятно, Тропа Великана (как и калифорнийские Столбы Дьявола и некоторые другие памятники природы) формировались при температуре 840-890 °C, то есть чуть ниже показателя, при котором магма превращается в базальтовую скалу.
"Температура, при которой магма охлаждается, чтобы сформировать эти столбчатые структуры, является загадкой, которая очень долго будоражила мир геологии. Мы хотели узнать, была ли температура высокой, средней или низкой. Я потратил более десяти лет на размышления, как решить этот вопрос и построить правильный эксперимент, чтобы найти ответ", — рассказывает глава научной группы профессор Ян Лавалле (Yan Lavallée).
"Эти эксперименты были технически очень сложными, но они наглядно демонстрируют силу и значение теплового сжатия для преобразования охлаждающихся пород и появления разломов", — добавляет соавтор работы Энтони Ламур (Anthony Lamur).
По словам геологов, теперь перед ними открываются новые возможности. Зная конкретные показатели, можно контролировать теплообмен в вулканических системах и отлаживать технологии бурения скважин, которые используются для получения геотермальной энергии.
Научная статья по итогам работы опубликована в журнале Nature Communications.
Кстати, о необычном "наследии" вулканов: ранее в Тихом океане был обнаружен огромный плавучий остров из пемзы.
Также геологи озвучили необычную причину извержения вулканов и описали новый метод прогнозирования опасных извержений.
