Vulkanologai įgyja naują supratimą apie tai, kas vyksta magmos rezervuare, esančiame po aktyviu ugnikalniu, ir atranda š altesnę, tvirtesnę vietą, nei manyta anksčiau, rodo nauji tyrimai, paskelbti birželio 16 d. Mokslas. Tai naujas požiūris į ugnikalnių veikimą ir galiausiai gali padėti vulkanologams geriau suprasti, kada ugnikalnis kelia didžiausią pavojų.
„Mūsų samprata apie tai, kaip atrodo magmos rezervuaras, turi pasikeisti“, – sakė Kalifornijos universiteto Deiviso žemės ir fizinių mokslų profesorius Kari Cooperis ir atitinkamas šio dokumento autorius.
Sunku tiesiogiai tirti magmą. Netgi vulkaninėse vietose jis yra myliomis po Žemės paviršiumi ir nors geologai retkarčiais atsitiktinai ar sumanydami gręždavo į magmą, karštis ir slėgis sunaikina bet kokį instrumentą, kurį galėtumėte pabandyti į jį įdėti.
Vietoj to Cooper ir jos kolegos surinko cirkonio kristalus iš šiukšlių, nusėdusių aplink Tarawera kalną Naujojoje Zelandijoje, išsiveržus maždaug prieš 700 metų. Šis išsiveržimas, maždaug penkis kartus didesnis už Sent Helenso kalną 1980 m., į paviršių iškėlė lavą, kuri buvo rezervuare, veikiama jos temperatūros ir chemijos. Patekęs į paviršių, tas praeities įrašas buvo sustingęs.
Kristalai yra tarsi „juodosios dėžės“skrydžio registratorius, skirtas ugnikalnių išsiveržimams tirti, sakė Cooperis. „Užuot bandę sudėti nuolaužas, kristalai gali mums pasakyti, kas vyko jiems esant po paviršiumi, įskaitant bėgimą iki išsiveržimo.“
Tyrinėdami mikroelementus septyniuose cirkonio kristaluose, jie galėjo nustatyti, kada kristalai pirmą kartą susiformavo ir kiek laiko per savo gyvenimą magmos rezervuare jie buvo veikiami didelio karščio (daugiau nei 700 laipsnių Celsijaus). Kristalai suteikia informacijos apie magmos rezervuaro dalies, kurioje jie buvo, būklę.
Tyrėjai nustatė, kad visi, išskyrus vieną, iš septynių kristalų buvo mažiausiai dešimčių tūkstančių metų senumo, tačiau tik nedidelę dalį (mažiau nei apie keturis procentus) praleido veikiami išlydytos magmos.
Sniego kūgis, o ne išlydytas ežeras
Paveikslėlis, kuris atsiranda, pasak Cooperio, yra ne tik šnypščianti išlydytos uolienos masė, o kažkas panašaus į sniego kūgį: daugiausia kietas ir kristalinis, pro jį prasiskverbia šiek tiek skysčio.
Norint sukurti išsiveržimą, tam tikras kiekis tos kietos kristalinės magmos turi ištirpti ir mobilizuotis, galbūt sąveikaujant su karštesniu skysčiu, saugomu kitur rezervuare. Magma prieš išsiveržimą greičiausiai semia medžiagą iš skirtingų rezervuaro dalių, ir tai vyksta labai greitai geologiniu laiku – per dešimtmečius ar šimtmečius. Tai reiškia, kad gali būti įmanoma nustatyti ugnikalnius, kuriems kyla didžiausia išsiveržimo rizika, ieškant tų, kur magma judriausia.
Įdomu tai, kad visi ištirti kristalai liko neištirpę Tarawera kalno magmos rezervuare per milžinišką išsiveržimą, kuris įvyko maždaug prieš 25 000 metų, o prieš 700 metų buvo išsprogdintas mažesniame išsiveržime. Tai rodo, kad magmos mobilizavimas turi būti sudėtingas procesas.
„Kad suprastume ugnikalnių išsiveržimus, turime sugebėti iššifruoti signalus, kuriuos ugnikalnis mums duoda prieš išsiverždamas“, – sako Jennifer Wade, Nacionalinio mokslo fondo Žemės mokslų skyriaus, finansavusio tyrimus, programos direktorė. „Šis tyrimas nukreipia laikrodį į laiką prieš išsiveržimą ir naudoja kristaluose esančius signalus, kad suprastų, kada magma iš saugomos tampa mobilizuojama išsiveržimui."
