Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Forskning åbner et nyt syn på vulkanske VVS-systemer

Den ikoniske El Capitan i Yosemite National Park i Californien indeholder en langvarig rekord af magma-injektioner, der aldrig brød overfladen, i stedet fryser ind i jordskorpen. Kredit:Greg M. Stock, National Park Service

Vulkanudbrud som Mount St. Helens' i 1980 viser eksplosiviteten af ​​magma, der bevæger sig gennem jordskorpen. Nu er geologer spændte på, hvad opløftede granitlegemer som Yosemites El Capitan siger om magma, der fryser, før det kan bryde ud på overfladen.

Disse granitstrukturer, kaldet magmatiske indtrængen, dannes trinvist over tid af små pulser af magma, der afkøles og krystalliseres 5 til 20 kilometer - 3 til 12 miles - under jorden. Mange opløftes og udsættes for erosion. De indeholder også historien om magma-injektioner, der fandt sted for ti til hundreder af millioner af år siden, siger Leif Karlstrom fra University of Oregon.

I et papir lagt online 10. juli af tidsskriftet Natur Geovidenskab , et tre-delt forskergruppe ledet af Karlstrom afslørede en ny ramme for at forstå, hvad mønsteret af vulkaner set på overfladen indebærer om strukturen af ​​magma-VVS-systemer under jorden. Omkring 50 til 90 procent af magma, Karlstrøm sagde, kommer ikke igennem skorpen.

"Granitiske landskaber i Yosemite Valley i Californien og i North Cascades er ikoniske, enorme klipper med synlig sten, " sagde han. "Hvis du ser nærmere efter, strukturen af ​​det landskab viser alle slags påtrængende kroppe, der registrerer forskellige pulser af magma, der kommer ind i skorpen. Vores resultater giver dig forhåbentlig mulighed for at stirre op på El Capitan og give mening ud af det på en ny måde."

I den National Science Foundation-finansierede forskning, Karlstrøm, Scott R. Paterson fra University of Southern California og A. Mark Jellinek fra University of British Columbia undersøgte mere end et årti med målinger af størrelsesfordelinger af intrusioner af magmatisk bjergart i den nordamerikanske Cordillera.

Magma stiger i aktive vulkanske områder på steder som Cascades, Hawaii og Island, Karlstrøm sagde, forekommer ofte som smal, pladelignende indtrængen almindeligvis kaldet diger og karme. Dette sker som en revneproces i sprøde skorpesten. Over lange tidsskalaer, imidlertid, processen ændrer sig.

Disse ændringer er en del af en overgang til en "omvendt energikaskade, "hvor stigende magma-injektioner bliver fanget og mister energi, siger forskerne.

Magma blandes og smelter sammen med omgivende klipper, mens det afkøles og krystalliserer. Varme tabt fra gentagne injektioner af magma fortsætter med at opvarme jordskorpesten, bygning og de ekspanderende granitiske påtrængende komplekser dannet af frossen magma i en viskøs, snarere end skør, måde. De resulterende strukturer ses i dag, hvor formationerne er blotlagt.

"Den handling med at dumpe varme i skorpen over tid ændrer karakteren af ​​den mekaniske reaktion på injektioner af magma, " sagde Karlstrom. "Jordskorpen er et filter for stigende smeltninger. Du har magma, der genereres dybt i jorden, og på en eller anden måde kommer den til overfladen med varme og flygtige stoffer, såsom kuldioxid. Hvordan det sker er gennem jordskorpens magmatransportsystem."

At studere processerne bag magma-injektioner over lange tidsskalaer, han sagde, hjælper med at opbygge en bedre forståelse af vulkaner, deres indvirkning på det globale klima og hvor store vulkaner sandsynligvis vil forekomme.

"Dette papir rammer et af de primære aktuelle forskningsproblemer inden for vulkanologi, " sagde Karlstrom. "Vi er i stand til at komme med en stærk udtalelse om forbindelsen mellem dyb påtrængende magmatisme og vulkanismens overfladeudtryk. Vi tror, ​​at det, vi fandt, giver en ramme for at forstå andre slags problemer relateret til magmatisme på Jorden og andre planeter."


Varme artikler