Роботизированные подводные аппараты составили карту обширных глубоководных лавовых полей у побережья Орегона

Морские ученые с помощью современных роботизированных подводных аппаратов обнаружили обширные, ранее не картографированные лавовые поля вокруг действующего подводного вулкана на глубине более двух километров в Тихом океане у побережья Орегона. Как сообщает TOI Science Desk, исследователи из Monterey Bay Aquarium Research Institute задействовали высокоточные роботизированные аппараты, способные выдерживать колоссальное гидростатическое давление глубоководья, для проведения подробной съемки абиссального рельефа. Открытие обнажает впечатляющий подводный ландшафт, сформированный динамичной вулканической активностью, и предоставляет беспрецедентные визуальные и пространственные данные о том, как ведут себя магматические потоки в экстремальных физических условиях глубоководного океанического дна.

## Key facts - Картографированные лавовые поля залегают на глубине более 2 000 метров (6 560 футов) в Тихом океане у побережья Орегона. - Исследовательская экспедиция была проведена Monterey Bay Aquarium Research Institute с использованием специализированных глубоководных роботизированных аппаратов. - Передовые акустические и оптические сенсорные системы зафиксировали ранее не обнаруженные геологические образования по всему абиссальному океаническому дну. - По оценкам, на подводный вулканизм приходится от 70 до 80 процентов всей магматической активности на Земле. - Зона исследований расположена вдоль активной тектонической границы, характеризующейся спредингом срединно-океанических хребтов и гидротермальной активностью.

## What happened Как сообщает TOI Science Desk, исследовательская группа из Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) изучила активный подводный вулкан у тихоокеанского побережья Северо-Запада США, задействовав глубоководные роботизированные платформы для исследования районов, скрытых под тысячами метров воды. Работая в условиях, где давление превышает 200 атмосфер — что более чем в 200 раз превышает атмосферное давление на уровне моря, — автономные и дистанционно управляемые подводные аппараты методично выполнили сетку съемки океанического дна.

Оснащенные высокочастотными многолучевыми эхолотами, системами лазерного сканирования и камерами высокого разрешения, роботизированные платформы обследовали пересеченную местность для создания батиметрических карт метрового разрешения. Полученные данные выявили массивные, обширные поля вулканических пород, простирающиеся по участкам морского дна, которые ранее казались ровными или нечетко выраженными на галсах эхолотов поверхностных судов низкого разрешения.

Визуальный осмотр, проведенный подводными аппаратами, зафиксировал разнообразную топографию вулканических форм рельефа. Ученые выявили обширные гладкие покровные излияния, образующиеся при быстром распространении высокотемпературной лавы высокой интенсивности по плоским абиссальным равнинам, а также шаровые (подушечные) лавы, возникающие при медленном выжимании расплавленной породы и ее мгновенном охлаждении при контакте с холодной морской водой. В нескольких секторах были задокументированы сложные лопастные потоки и обрушившиеся лавовые каналы, что служит прямым свидетельством прошлых катастрофических извержений, изменивших облик океанического дна.

## Why it matters Несмотря на то что океаническое дно покрывает более 70 процентов поверхности планеты, оно остается значительно менее детально картографированным, чем поверхности Луны или Марса. Подводные вулканы представляют собой основной механизм, с помощью которого Земля переносит тепло и вещество из мантии к поверхности: по оценкам, три четверти ежегодного объема вулканических пород на планете образуется под водой. Однако из-за того, что глубоководные извержения происходят скрытыми под километрами воды, наблюдение за их структурой и масштабами исторически представляло огромную сложность.

Картографирование высокого разрешения этих глубоководных лавовых полей предоставляет геологам важнейшие эмпирические данные для уточнения моделей формирования океанической коры. Понимание объема, распространения и динамики охлаждения подводной лавы помогает исследователям рассчитать глобальную магматическую продуктивность и оценить, как циклы теплового баланса влияют на химический состав океана.

Кроме того, глубоководные лавовые потоки напрямую связаны с гидротермальными вентиляционными системами. Когда холодная морская вода просачивается через трещиноватый, свежеостывший базальт и контактирует с подстилающими магматическими очагами, она растворяет минералы и выходит на поверхность в виде перегретого, богатого минералами флюида. Эти гидротермальные источники поддерживают сложные хемосинтетические биологические сообщества, процветающие совершенно независимо от солнечного света. Картографирование новых лавовых полей позволяет морским биологам проследить зарождение, миграцию и сукцессию этих уникальных глубоководных экосистем, полагающихся на химическую энергию вместо фотосинтеза.

## The background Воды у побережья Орегона находятся непосредственно над Juan de Fuca Plate, небольшой океанической тектонической плитой, которая активно отделяется от Тихоокеанской плиты в районе хребта Хуан-де-Фука и одновременно субдуцирует под Северо-Американскую плиту на востоке. Эта сложная тектоническая обстановка делает морской регион Тихоокеанского Северо-Запада одной из самых вулканически активных морских зон в Северной Америке.

Выдающиеся объекты вдоль этой границы, такие как подводный вулкан Axial Seamount и прилегающие сегменты хребта, на протяжении многих десятилетий находятся в центре внимания морской геологии. Вулкан Axial Seamount, расположенный примерно в 480 километрах от побережья Орегона, пережил крупные, хорошо задокументированные извержения в 1998, 2011 и 2015 годах. Во время этих событий океанографические сети мониторинга зафиксировали тысячи микроземлетрясений, локальное проседание морского дна и масштабные излияния свежей лавы.

Исторически океанографы картографировали морское дно с помощью корпусных акустических эхолотов на борту надводных исследовательских судов. Хотя они эффективны для определения крупных батиметрических объектов, таких как подводные горы и желоба, поверхностный эхолот теряет пространственное разрешение по мере рассеивания звуковых волн через тысячи метров воды, создавая сетки с разрешением в десятки или сотни метров на пиксель.

За последние два десятилетия такие учреждения, как MBARI, стали пионерами в использовании автономных подводных аппаратов (AUV) и телеуправляемых необитаемых подводных аппаратов (ROV), работающих всего в нескольких метрах над дном. Размещая высокочастотные гидролокационные датчики, лазерные сканеры и оптические камеры в непосредственной близости от дна, ученые могут получать батиметрические карты с сантиметровым разрешением, выявляя геологические особенности, которые были совершенно невидны с надводных судов.

## Reaction Океанографическое и научное сообщество в целом высоко оценили применение роботизированной съемки высокого разрешения в экстремальных морских условиях. Морские геологи подчеркивают, что придонная батиметрия имеет фундаментальное значение для превращения глубоководных исследований из общего качественного поиска в точную количественную науку.

Экологи и защитники океана отмечают, что детальное базовое картографирование жизненно важно для морского пространственного планирования и охраны окружающей среды. По мере роста коммерческого интереса к добыче глубоководных полезных ископаемых во всем мире, создание исчерпывающих карт уязвимых гидротермальных экосистем и донных местообитаний все больше рассматривается как необходимое условие для разработки обоснованных механизмов управления морскими ресурсами.

Исследователи, участвующие в работе долгосрочных сетей океанического мониторинга, таких как Ocean Observatories Initiative Regional Cabled Array Национального научного фонда США (которая обслуживает сенсорные кабели в режиме реального времени по всей Juan de Fuca Plate), подчеркнули, что детальные пространственные карты новых лавовых отложений улучшают интерпретацию данных сейсмических и гидротермальных датчиков в реальном времени.

## What we don't know yet Хотя открытие подтверждает наличие и пространственное распределение этих обширных лавовых полей, несколько ключевых научных вопросов остаются открытыми: - Точный возраст и хронологическая последовательность отдельных лавовых потоков в пределах вновь картографированных полей пока не определены в полной мере. - Полный объем излившихся базальтовых пород по всему району исследований требует дальнейшего радиометрического датирования и геохимического анализа физических образцов, собранных ROV. - Остается неопределенным, сформировались ли лавовые поля в ходе одной извергательной фазы или накапливались в результате десятков более мелких эпизодических извержений на протяжении веков. - Степень, в которой эти конкретные лавовые поля в настоящее время поддерживают активную гидротермальную вентиляцию или вновь формирующиеся биологические сообщества, требует постоянного экологического мониторинга.

## What to watch В ближайшие месяцы и годы несколько ключевых событий помогут пролить свет на значение этого открытия: - Научные публикации с подробным геохимическим анализом, петрологией и датированием возраста образцов пород, собранных в ходе экспедиции MBARI. - Будущие исследовательские рейсы с использованием AUV для расширения границ съемки высокого разрешения вдоль смежных сегментов системы офшорных хребтов. - Данные непрерывного мониторинга с подводных акустических сетей, отслеживающих микросейсмическую активность и движения морского дна, указывающие на перемещение магмы под землей. - Технологические усовершенствования в области автономной глубоководной навигации и аккумуляторных технологий, позволяющие подводным аппаратам проводить еще более продолжительные миссии по картографированию высокого разрешения на абиссальных глубинах.

Этот материал основан на сообщении, опубликованном TOI Science Desk.