Kemisk vendepunkt for magma bestemmer vulkanernes eksplosive potentiale

Vulkanudbrud er det mest spektakulære udtryk for de processer, der virker i det indre af enhver aktiv planet. Effusive udbrud består af en blid og jævn strøm af lava på overfladen, mens eksplosive udbrud er voldsomme fænomener, der kan skubbe varme materialer op til flere kilometer ud i atmosfæren.

Overgangen mellem disse udbrud repræsenterer en af ​​de farligste naturlige farer.

Forståelse af mekanismerne, der styrer en sådan overgang, har inspireret utallige studier inden for geovidenskab gennem de sidste årtier.

I en ny undersøgelse ledet af Dr. Danilo Di Genova, fra University of Bristol's School of Earth Sciences, et internationalt hold af videnskabsmænd leverer beviser, for første gang, at et subtilt vendepunkt for magmas kemi klart adskiller effusive fra eksplosive udbrud verden over.

I øvrigt, de viser, at variationer på magmas nanoskala dramatisk kan øge vulkanernes eksplosive potentiale.

Dr Di Genova sagde:"De nye eksperimentelle data, termodynamisk modellering og analyse af sammensætningsdata fra den globale vulkanske rekord, vi præsenterede i vores undersøgelse, giver kombineret bevis for en pludselig diskontinuitet i strømningsadfærden af ​​rhyolitiske magmas, der styrer, om en vulkan udbryder kraftigt eller eksplosivt.

"Den identificerede flow-diskontinuitet kan krydses af små sammensætningsændringer i rhyolitiske magmaer og kan induceres ved krystallisation, assimilering, magma genopfyldning eller blanding.

"Sammensætningsinducerede flowadfærdsvariationer kan også stamme fra ændringer i magmas iboende parametre såsom temperatur, tryk eller iltfugtighed."

Disse kan resultere i revitalisering af et tidligere "låst" magmakammer via kemisk fluidificering eller kan hindre effektiv afgasning og føre til øget eksplosivt potentiale via kemisk "stivning" af en magma.

Desuden, undersøgelsen viste, hvordan den pludselige udfældning af jernholdige nanokrystaller, som for nylig er blevet fundet i vulkanske klipper, kan øge det eksplosive potentiale af en magma via både udtømning af jern i smeltestrukturen og tilvejebringe kernedannelsespunkter for gasbobler, som driver eksplosivt udbrud.

'Et kemisk vendepunkt, der styrer mobilisering og udbrudsstil af rhyolitisk magma' er udgivet i Natur .