Magma stocată sub vulcani este în mare parte solidă

Cea mai mare parte a magmei unui vulcan nu este probabil o substanță topită înroșită, care curge la roșu, adesea imaginată.

Analizele cristalelor de zircon, aruncate dintr-o erupție vulcanică din Noua Zeelandă, arată că cristalele și-au petrecut marea majoritate a timpului sub pământ în magmă solidă, nu lichidă, raportează cercetătorii în 16 iunie. Ştiinţă. Rezultatele sugerează că magma s-a topit cu puțin timp înainte ca vulcanul să erupă.

Această descoperire ajută la confirmarea imaginii emergente a geologilor despre rezervoarele de magmă ca fiind în mare parte mase solide, spune geologul John Pallister de la US Geological Survey din Vancouver, Washington, care nu a fost implicat în studiu. Și ar putea ajuta oamenii de știință să prezică mai precis când vulcanii sunt pe cale să erupă.

Studierea directă a rezervoarelor de magmă este dificilă, deoarece acestea sunt îngropate la kilometri sub pământ. Căldura și presiunea ar distruge orice instrumente trimise acolo. Așadar, Kari Cooper, geochimist la Universitatea din California, Davis, și colegii ei au sondat magma examinând șapte cristale de zircon din Zona Vulcanică Taupo din Noua Zeelandă. Aceste cristale s-au format între câteva mii și câteva sute de mii de ani în urmă, când magma topită din adâncimea scoarței terestre s-a strecurat până la rezervorul Taupo, s-a răcit și s-a cristalizat în zircon și alte minerale. Unele dintre aceste alte minerale s-au topit în cele din urmă înapoi în magmă lichidă și au transportat zirconul în sus și în afară în timpul unei erupții de acum 700 de ani.

Povestea continuă sub grafic

Examinând distribuția litiului în cristalele de zircon, cercetătorii au descoperit cât timp a existat zirconul la temperaturi suficient de calde pentru a-și topi vecinii minerali – adică cât timp a rămas topit magma. Litiul, pe care cristalele l-ar fi captat din magma înconjurătoare, se răspândește prin zircon mai repede când este mai fierbinte, explică Cooper.

Difuzia litiului a indicat că cristalele au petrecut, cel mult, aproximativ 1.200 de ani expuse la un interval de temperatură de 650° până la 750° Celsius. La acele temperaturi, magma solidă se topește într-o stare care seamănă puțin cu un con de zăpadă – în cea mai mare parte cristalin, cu puțin lichid care se scurge. Și timp de doar 40 de ani, cristalele au fost expuse la temperaturi de peste 750 ° – suficient de fierbinte pentru ca magma să se topească complet. Deoarece magma și-a petrecut cea mai mare parte a vieții sale în rezervor ca o masă în mare parte solidă, oamenii de știință presupun că s-a topit pentru scurt timp doar înainte de erupție.

„Un alt lucru interesant pe care l-am găsit este că majoritatea cristalelor au mai mult de 50.000 de ani”, spune Cooper. În ultimii 50.000 de ani, acest sistem vulcanic a suferit multe erupții înainte de a eructa cristalele de zircon studiate în urmă cu 700 de ani. Timpul relativ scurt în care aceste cristale au experimentat căldură mare sugerează că nu au fost afectate prea mult de magma din acele erupții anterioare. „Totul trebuie să fie mult mai compartimentat acolo jos decât am crezut inițial”, spune Cooper.

Descoperirile studiului ridică întrebări cu privire la modul în care magma solidă se topește și se mobilizează înainte de o erupție, spune George Bergantz, un om de știință al Pământului de la Universitatea Washington din Seattle, care nu a fost implicat în cercetare. Cooper bănuiește că materialul topit din subteran și mai adânc se infiltrează și topește magma solidă. Dar, spune ea, „este încă o întrebare deschisă”.