Vulkaner matas inte av smält magma som bildas i stora kammare finner en ny studie, kullkasta klassiska idéer om vulkanutbrott.

Istället, studien tyder på att vulkaner matas av så kallade "mush-reservoarer" – områden med mestadels solida kristaller med magma i de små utrymmena mellan kristallerna.

Vår förståelse för vulkaniska processer, inklusive de som leder till de största utbrotten, har baserats på att magma lagras i vätskefyllda "magma"-kammare – stora, underjordiska grottor fulla av flytande magma. Dock, dessa har aldrig observerats.

Den nya studien, av forskare vid Imperial College London och University of Bristol och publicerades idag i Natur , antyder att det grundläggande antagandet om en magmakammare behöver tänkas om.

Huvudförfattare professor Matthew Jackson, från Institutionen för geovetenskap och teknik vid Imperial, sa:"Vi måste nu titta igen på hur och varför utbrott sker från mossreservoarer. Vi kan tillämpa våra resultat för att förstå vulkanutbrott med konsekvenser för allmänhetens säkerhet och även för att förstå bildandet av metallmalmförekomster i samband med vulkaniska system."

För att få utbrott, vulkaner behöver en källa till magma – smält, flytande berg – som innehåller relativt få fasta kristaller. Traditionellt, denna magma trodde man bildas och lagras i en stor underjordisk grotta, kallas en magmakammare.

Nyligen genomförda studier av magmakemi har ifrågasatt denna syn, leder till förslaget om mush-reservoarmodellen, där mindre magma pooler sitter i de små luckorna mellan fasta kristaller. Dock, Mush-reservoarmodellen kunde inte förklara hur magma som innehåller relativt få kristaller uppstår och levereras till vulkaner för att de ska få utbrott vid ytan.

Nu, med sofistikerad modellering av mossreservoarer, forskargruppen har kommit på en lösning. Inom scenariet för mossreservoar, magman är mindre tät än kristallerna, får det att stiga upp genom mellanrummen mellan dem.

När den stiger, magman reagerar med kristallerna, smälter dem och leder till lokala områden som innehåller magma med relativt få kristaller. Det är dessa kortlivade områden med ökad magma som kan leda till utbrott.

Medförfattare professor Stephen Sparks, från University of Bristols School of Earth Sciences, sa:"Ett stort mysterium med vulkaner är att de ansågs vara underliggande av stora kammare av smält sten. Sådana magmakamrar, dock, var mycket svåra att hitta.

"Den nya idén som utvecklats av geologer vid Imperial och Bristol är att smält sten bildas i till stor del kristallina heta stenar, spenderar större delen av sin tid i små porer i berget snarare än i stora magmakammare. Dock, bergsmältan pressas långsamt ut för att bilda smältpölar, som sedan kan bryta ut eller bilda efemära magmakammare."

Förutom initieringen av utbrott, den nya mush-reservoarmodellen kan hjälpa till att förklara andra fenomen i vulkaniska system, till exempel hur magmans kemiska sammansättning utvecklas och hur mycket äldre kristaller som kan få utbrott i yngre magma.