Въглеродният диоксид предизвиква вулканичните изригвания – това променя всичко

В скорошно проучване, публикувано в Националната академия на науките, геолозите разбиха дългогодишните представи около вулканичните изригвания.

В продължение на десетилетия се смяташе, че водата и плитката магма в земната кора са главните подбудители на вулканичната дейност. Тези открития обаче представят нов претендент – газообразен въглероден диоксид.

Проучването осигурява по-ясно разбиране на вътрешните процеси на Земята, което има значение за разработването на подобрени стратегии за готовност за вулканична опасност.

Запознайте се с плътномерa на CO2

Новият модел предполага, че базалтовите вулкани, обикновено разположени в рамките на тектонични плочи, се подхранват от дълбоко вкоренена магма, намираща се на приблизително 20 до 30 километра под повърхността на Земята.

„Това напълно променя парадигмата за това как се случват тези изригвания“, казва авторът Естебан Газел от Университета Корнел в прессъобщение.

„Всички вулканични модели са били доминирани от водата като основен двигател на изригването, но водата няма много общо с тези вулкани. Въглеродният диоксид е този, който носи тази магма от дълбините на Земята“.

Газел, заедно с Шарлот Де Витър, постдокторантски изследовател в Калифорнийския университет, Бъркли, са пионери в усъвършенстван плътномер за въглероден диоксид.

Това иновативно устройство измерва плътността в миниатюрен контейнер, специално проектиран за раманова спектроскопия, която изучава разсеяните фотони през микроскоп.

По същество те биха могли да надникнат в микроскопични богати на въглероден диоксид мехурчета, запазени във вулканични кристали, предлагайки открития за историята на магмата.

Освен това изследователите разработиха техники за изследване на въздействието на лазерното нагряване върху богати на въглероден диоксид образувания, обвити в кристали.

Те точно оцениха включването на стопилката и обемите на мехурчетата, като дори създадоха експериментален метод за повторно нагряване, за да подобрят прецизността и да отчетат въглеродния диоксид, уловен като карбонатни кристали в мехурчетата.

Вулкан Фого в Кабо Верде

С тези иновативни инструменти те изследваха вулканични останки от вулкана Фого в Кабо Верде, разположен западно от Сенегал в Атлантическия океан. Тези изследвания разкриват значителни концентрации на летливи вещества в малки включвания на стопилка.

Най-важното е, че повишеното присъствие на въглероден диоксид, уловен в кристалите, намекна за съхранение на магма дълбоко в мантията на Земята, на десетки километри под повърхността.

„Тези магми имат изключително нисък вискозитет и идват директно от мантията“, обясни Де Витър. „Така че тук вискозитетът и водата не могат да играят обичайните роли, които изпълняват в по-плитките и/или по-силициеви (богати на силициев диоксид) вулканични системи.

„По-скоро във вулкана Фого магмата трябва да бъде изтласкана бързо от въглеродния диоксид и това вероятно играе важна роля в неговото експлозивно поведение“.

В заключение Газал подчерта, че с прецизни измервания, които ни казват къде започват изригванията, къде се топят магмите и къде се съхраняват – и какво предизвиква изригването – учените могат значително да подобрят стратегиите за смекчаване на бъдещи вулканични изригвания.

Цялото проучване е публикувано на 7 август и може да бъде намерено тук.