Nyt indblik i, hvordan Giants Causeway og Devils Postpile blev dannet

En ny undersøgelse foretaget af geovidenskabsmænd ved University of Liverpool har identificeret den temperatur, ved hvilken kølende magma revner for at danne geometriske søjler som dem, der findes ved Giant's Causeway i Nordirland og Devils Postpile i USA.

Geometriske søjler forekommer i mange typer vulkanske bjergarter og dannes, når klippen afkøles og trækker sig sammen, resulterer i en regelmæssig række af polygonale prismer eller søjler.

Søjlesamlinger er blandt de mest fantastiske geologiske træk på Jorden og i mange områder, inklusive Giant's Causeway, de har inspireret mytologier og legender.

Et af de mest vedvarende og spændende spørgsmål, som geologer står over for, er den temperatur, ved hvilken kølende magma danner disse søjleforbindelser.

Liverpools geovidenskabsmænd foretog en forskningsundersøgelse for at finde ud af, hvor varme klipperne var, da de revnede op og dannede disse spektakulære trædesten.

I et blad udgivet i Naturkommunikation , forskere og studerende ved universitetets miljøskole har designet en ny type eksperiment for at vise, hvordan magma afkøles, det trækker sig sammen og akkumulerer stress, indtil den revner. Undersøgelsen blev udført på basaltiske søjler fra vulkanen Eyjafjallajökull, Island.

De designede et nyt apparat til at tillade afkøling af lava, grebet i en presse, at trække sig sammen og knække for at danne en søjle. Disse nye eksperimenter viste, at klipperne sprækkes, når de afkøles omkring 90 til 140°C under den temperatur, ved hvilken magma krystalliserer til en klippe, hvilket er omkring 980?C for basalt.

Det betyder, at søjleled blotlagt i basaltiske bjergarter, som blandt andet observeret ved Giant's Causeway og Devils Postpile (USA), blev dannet omkring 840-890 ?C.

Yan Lavallée, Liverpool professor i vulkanologi, der ledede forskningen, sagde:"Den temperatur, hvorved magma afkøles for at danne disse søjleforbindelser, er et spørgsmål, der har fascineret geologiens verden i meget lang tid. Vi har ønsket at vide, om temperaturen på lavaen, der forårsager bruddene, var varm, varm eller kold.

"Jeg har brugt over et årti på at overveje, hvordan jeg skulle løse dette spørgsmål og konstruere det rigtige eksperiment for at finde svaret på dette spørgsmål. Nu, med denne undersøgelse, vi har fundet ud af, at svaret er varmt, men efter at det størknede."

Dr Anthony Lamur, for hvem dette arbejde udgjorde en del af hans doktorgradsstudie, tilføjede:"Disse eksperimenter var teknisk meget udfordrende, men de demonstrerer klart kraften og betydningen af ​​termisk sammentrækning på udviklingen af ​​kølende klipper og udviklingen af ​​brud".

Dr Jackie Kendrick, en post-doc forsker i Liverpool-gruppen sagde:"Ved at kende det punkt, hvor afkøling af magmafrakturer er kritisk, udover at det fører til indsnittet af denne fantastiske geometriske egenskab - initierer den væskecirkulation i frakturnetværket. Væskeflow styrer varmeoverførslen i vulkanske systemer, som kan udnyttes til geotermisk energiproduktion. Så resultaterne har en enorm anvendelse til både vulkanologi og geotermisk forskning."

At forstå, hvordan kølende magma og klipper trækker sig sammen og sprækker, er centralt for at forstå stabiliteten af ​​vulkanske konstruktioner, samt hvordan varme overføres til Jorden.

Professor Lavallée tilføjede:"Resultaterne kaster lys over de gådefulde observationer af kølevæsketab, gjort af islandske ingeniører, da de borede i varme vulkanske klipper på over 800°C; tabet af kølevæske i dette miljø var ikke forventet, men vores undersøgelse tyder på, at en væsentlig sammentrækning af sådanne varme klipper ville have åbnet brede sprækker, der drænede køleopslæmningen væk fra borehullet.

"Nu hvor vi ved det, vi kan gense vores borestrategi og fremme vores søgen efter den nye udvikling af magma energikilder."