Mount Tarawera, Nya Zeeland. Ett utbrott för 700 år sedan skapade dessa lavakupoler, och förde upp till ytan zirkonkristaller som avslöjar historien om förändringar i magmakammaren nedan. Att förstå vad som händer i magmakammaren kan leda till en bättre förståelse för när och hur vulkaner bryter ut. Vulkanen splittrades av ett annat utbrott 1886. Kredit:Kari Cooper, UC Davis.
Vulkanologer får en ny förståelse för vad som händer inne i magmabehållaren som ligger under en aktiv vulkan och de hittar en kallare, mer solid plats än tidigare trott, enligt ny forskning som publicerades den 16 juni i tidskriften Vetenskap . Det är en ny syn på hur vulkaner fungerar, och kan så småningom hjälpa vulkanologer att få en bättre uppfattning om när en vulkan utgör den största risken.
"Vårt koncept om hur en magmareservoar ser ut måste förändras, "sa Kari Cooper, professor i jord- och fysik vid University of California, Davis och motsvarande författare på tidningen.
Det är svårt att studera magma direkt. Även på vulkaniska platser, den ligger mil under jordens yta och medan geologer ibland har borrat i magma av en slump eller design, värme och tryck förstör alla instrument du kan försöka stoppa i den.
Istället, Cooper och hennes kollegor samlade in zirkonkristaller från skräp som deponerades runt Mount Tarawera i Nya Zeeland vid ett utbrott för cirka 700 år sedan. Det utbrottet, ungefär fem gånger storleken på Mount St. Helens 1980, förde lava till ytan som hade bott i reservoaren, utsatt för dess temperatur och kemi. Väl på ytan, att det förflutna rekordet var fruset på plats.
Kristallerna är som en "black box" flyginspelare för att studera vulkanutbrott, Sa Cooper. "Istället för att försöka sätta ihop vraket, kristallerna kan berätta vad som hände medan de befann sig under ytan, inklusive upp till ett utbrott. "
Genom att studera spårkomponentelement inom sju zirkonkristaller, de kunde avgöra när kristallerna först bildades och hur länge under sitt liv i magmabehållaren de utsattes för hög värme (över 700 grader Celsius). Kristallerna ger information om tillståndet för den del av magma -reservoaren där de bodde.
En zirkonkristall från ett utbrott vid berget Tarawera, Nya Zeeland, för ungefär 700 år sedan. Hålet uppe till höger är där en bit togs bort med en laser. Den kemiska profilen över kristallen avslöjar under vilka förhållanden den bildades och överlevde i magmakammaren. Upphovsman:Allison Rubin
Forskarna fann att alla utom en av de sju kristallerna var minst tiotusentals år gamla, men hade bara spenderat en liten andel (mindre än cirka fyra procent) utsatt för smält magma.
En snökotte inte en smält sjö
Bilden som dyker upp, Cooper sa, är mindre sötande massa smält sten än något som en snökon:mestadels fast och kristallint, med lite vätska sipprar genom den.
För att skapa ett utbrott, en viss mängd av det fasta kristallin magma måste smälta och mobilisera, möjligen genom att interagera med varmare vätska lagrad någon annanstans i reservoaren. Magan före utbrottet drar sannolikt material från olika delar av reservoaren, och det händer mycket snabbt under geologisk tid - över decennier till århundraden. Det innebär att det kan vara möjligt att identifiera vulkaner med störst risk för utbrott genom att leta efter de där magma är mest rörlig.
Intressant, alla de kristaller som studerades hade förblivit osmälta i Mount Taraweras magmareservoar genom ett gigantiskt utbrott som inträffade cirka 25, För 000 år sedan, innan det blåste ut i det mindre utbrottet för 700 år sedan. Det visar att magmobilisering måste vara en komplex process.
"För att förstå vulkanutbrott, vi måste kunna dechiffrera signaler som vulkanen ger oss innan den bryter ut, säger Jennifer Wade, en programdirektör i National Science Foundation's Division of Earth Sciences, som finansierade forskningen. "Denna studie backar upp klockan till tiden före ett utbrott, och använder signaler i kristaller för att förstå när magma går från att lagras till att mobiliseras för ett utbrott. "
