En internationell grupp forskare som involverar geologer från Wits University (Prof. Rais Latypov och Dr. Sofya Chistyakova) i Johannesburg har kommit med en oväntad slutsats att basaltiska magmakamrar kan växa extremt snabbt – på månader till år – vilket gör dessa kamrar till anmärkningsvärda påträngande motsvarigheter av calderabildande utbrott i samband med de stora magmatiska provinserna. Denna forskning publicerades som en artikel i Science Advances .

Professor Rais Latypov säger att "den vertikala hastigheten med vilken magmakamrar växer via magmaplacering är mycket omdiskuterad. Baserat på zirkondatering med hög precision och ytdeformationsmätningar, tros de flesta plutoner för närvarande placeras mycket långsamt (några cm/år). Sådana långsamma hastigheter är dock svåra att förena med förekomsten av stora, väldifferentierade intrång som tycks bildas endast om placeringsgraden är mycket hög. En nyckelfråga som vi försökte ta itu med är vilken grad av magmaplacering som krävs för att behålla odlingskammaren helt smält?"

För att besvara denna fråga använde forskarna ett nytt tillvägagångssätt med det klassiska Skaergaard-intrånget på Grönland som började kristallisera från alla kanter och inåt först efter att det hade fyllts helt med nästan kristallfritt magma.

"Denna grundläggande fysiska begränsning ger en unik möjlighet att uppskatta den lägsta graden av magmaplacering som krävdes för att hålla Skaergaards magmakropp i ett i stort sett smält tillstånd (<<1% kristaller), samtidigt som den växer till sin nuvarande storlek", säger Dr. Sofya Chistyakova från School of Geosciences vid Wits University.

Forskarna har använt numeriska simuleringar för att bestämma de villkor som krävs för att bilda en så stor kristallfri magmakammare och fann att Skaergaard-intrånget måste ha placerats på mindre än några decennier, om inte månader/veckor. Den vertikala tillväxthastigheten måste ha varit i storleksordningen flera 100 s till några 1 000 s m/år, vilket motsvarar volymetriska flödeshastigheter på 10 s till 100 s km ³ /år. Detta gör den volymetriska flödeshastigheten som matade Skaergaard flera storleksordningar högre än de för närvarande accepterade tillväxthastigheterna för basaltiska magmakamrar.

Forskarna föreslog att Skaergaard och möjligen andra skiktade intrång kan ses som plutoniska motsvarigheter till superutbrott (eller katastrofala intrång) som växer via extremt snabb magmaplacering i jordskorpan och producerar helt smält magmakammare inom några veckor/ månader till maximalt dussintals/hundratals år.

"Med andra ord, vi föreslår att vissa skiktade maffiska intrång kan representera de plutoniska analogerna av de stora magmatiska provinserna-relaterade vulkanerna som är ansvariga för utbrott av enorma volymer av översvämningsbasalter på jordens yta", säger Latypov. + Utforska vidare

Discovery utmanar den senaste omtolkningen av magmakammare