Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Forskare vid University of Bristol och Scottish Universities Environmental Research Center har upptäckt att superutbrott inträffar när enorma ansamlingar av magma djupt i jordskorpan, som bildats under miljontals år, snabbt flyttar till ytan och stör redan existerande sten.
Med hjälp av en modell för jordskorpans flöde kunde ett internationellt team av forskare visa att redan existerande plutoner – en kropp av inträngande sten gjord av stelnad magna eller lava – bildades under några miljoner år före fyra kända gigantiska superutbrott och att störningen av dessa plutoner av nyplacerade magma skedde utomordentligt snabbt. Medan magman som levererar superutbrott äger rum under en längre tidsperiod, stör magman skorpan och bryter sedan ut på bara några decennier.
Resultaten, publicerade idag i Nature , förklara dessa extrema skillnader i tidsintervall för magmagenerering och utbrott genom flöde av varm men fast skorpa som svar på magmans uppstigning, vilket förklarar sällan dessa utbrott och deras enorma volymer.
Professor Steve Sparks vid Bristols School of Earth Sciences förklarade:"Längden hos plutoniska och relaterade vulkaniska system står i kontrast till korta tidsskalor för att montera grunda magmakammare före stora utbrott av smält sten. Kristaller bildades från tidigare magmapulser, indragna i magma som bryter ut. lagras vid temperaturer nära eller under solidus under långa perioder före utbrottet och har vanligtvis mycket kort vistelse i värdmagma under bara decennier eller mindre."
Denna studie ställer tvivel på tolkningen av långvarig lagring av gamla kristaller vid temperaturer som är tillräckligt höga för att vissa smälta bergarter ska vara närvarande och indikerar kristaller som härrör från tidigare placerade och fullständigt stelnade plutoner (graniter).
Forskare har känt till att vulkaniska superutbrott skjuter ut kristaller som härrör från äldre bergarter. Men innan detta ansågs de ha sitt ursprung i heta miljöer ovanför bergets smältpunkter. Tidigare studier som visar att magmakamrarna för superutbrott bildas mycket snabbt men det fanns ingen övertygande förklaring till denna snabba process. Även om modellering antydde att supervulkanutbrott skulle behöva föregås av mycket långa perioder av granitplutonplacering i den övre skorpan, saknades bevis för denna slutsats till stor del.
Prof Sparks tillade:"Genom att studera åldern och karaktären hos de små kristallerna som bryter ut med smält sten, kan vi hjälpa till att förstå hur sådana utbrott inträffar.
"Forskningen ger ett framsteg när det gäller att förstå de geologiska omständigheterna som gör att superutbrott kan äga rum. Detta kommer att hjälpa till att identifiera vulkaner som har potential för framtida superutbrott."
Sådana utbrott är mycket sällsynta och Bristol-forskare uppskattar att endast en av dessa typer av utbrott inträffar på jorden vart 20 000:e år. Sådana utbrott är dock mycket destruktiva lokalt och kan skapa allvarliga klimatförändringar i global skala som skulle få katastrofala konsekvenser.
"Tidsskalor för plutontillväxt, magmakammarbildning och superutbrott" publiceras i Nature . + Utforska vidare
