A kitörés boncolása

Hogyan függ össze a magma áramlása, a kristálynövekedés és a szeizmikus aktivitás?

A magma-orto-piroxénkristályok hamis színű képe, amelyet a kutatók használtak az 1980-as Mount Helens-járvány kriminalisztikai elemzésében. Különböző színek tükrözik a különböző kémiai összetételt. Például a sárga egy különösen vasban gazdag zónát jelent. © Dr. Kate Saunders, a Bristoli Egyetem
felolvasta

A német-brit kutatócsoport közelebbről megvizsgálta, hogy a vulkánok mélyén zajló folyamatok hogyan kapcsolódnak a felszínen mért szeizmikus adatokhoz. Amint a "Science" folyóiratban beszámolnak, a kristályok növekedése a magma kamrában és a felszínen lévő szeizmikus aktivitás összefüggenek. Az eredmények hozzájárulhatnak a vulkánkitörések pontosabb előrejelzéséhez a jövőben.

Néhány kilométerre a vulkán alatt található egy folyadéktartály, a magma kamra, amely vulkáni kitöréseket táplál. A magmában a kristályok koncentrikusan nőnek, mint a fa gyűrűk. Amint a fizikai körülmények, például a hőmérséklet a magma kamrában megváltozik, a kristályok kémiai összetétele is megváltozik. Ez olyan kristályzónákat hoz létre, amelyek tükrözik a vulkán belső folyamatait az idő múlásával. Vulkáni kitöréskor a kristályokat a magma folyékony részével együtt a föld felszínére dobják, amelyet ezután megszilárdíthatnak és rövid idő után megvizsgálhatnak.

Mount St. Helens mint példa

A kutatásuk során a kutatók elemezték a St. Helens-hegyi kőzetminták kémiai összetételét. Ezek az adatok összefüggenek a vulkán 1980-as végzetes kitörésének szeizmológiai méréseivel. Eredmények: A nagymértékben megnövekedett kristálynövekedés fázisait növekvő szeizmikus aktivitás és megnövekedett gázkibocsátás kísérte. A megnövekedett kristálynövekedés viszont azt jelzi, hogy a folyékony magma egyre inkább beáramlott a magma kamrába, ami végül a vulkánkitörést okozta. A kutatók így megerősítették a mély földi áramlás és a felszínen lévő vulkánkitörés jelei közötti hosszú gyanúval fennálló kapcsolatot.

Sok millió ember számára releváns

Több mint 500 millió ember él vulkánok közelében, amelyek kis jelekkel vagy semmiféle résszel nem képesek kitörni. Az ilyen kitörések gyakran súlyos károkat okoznak, megzavarják a repülést vagy akár befolyásolják a globális éghajlatot. Ezen vulkánok nagy részét folyamatosan figyelik, hogy észleljék a szeizmikus aktivitás vagy az alulfejlettség változásait. Eddig azonban problémás volt a felszíni megfigyelések föld alatti folyamatok értelmezése. Az angol-német csapat által alkalmazott úgynevezett kriminalisztikai módszer átvihető más vulkánokra. Ilyen módon a kitörés előtti szeizmikus aktivitást jobban össze lehet hangolni a vulkánon belüli folyamatokkal - és pontosabban megjósolni a jövőbeli kitöréseket.

Idő skálák: Bochum specialitása

Az időbeli információk kinyerése a kristálygyűrűkből a Bochum Földtani, Ásványtani és Geofizikai Intézetében a Petrológia szakterülete. Hasonló vizsgálatot végeztek a RUB tudósai, a szingapúri és a pisa tudósokkal együtt egy másik aktív vulkánon, az olaszországi tnán. Ezekben a tanulmányokban a RUB kutatói információkat használnak arról, hogy az elemek milyen gyorsan mozognak az ásványokon (diffúzió). (Science, 2012; doi: 10.1126 / science.1220066) Kijelző

(Tudomány, 2012. május 29. - NPO)