svěží zvlněné kopce kolébají klidné vody rumunského jezera svaté Anny, které spočívá ve starobylém kráteru z erupce sopky Ciomadul. Vrchol Naposledy vybuchl před 30 000 lety a jeho zdlouhavý klid vedl mnoho lidí k domněnce, že sopka pravděpodobně znovu nevybuchne.
ale jak se ukázalo, skály míle pod touto klidnou scénou se mohou dusit překvapivým množstvím tepla. Studie nedávno publikovaná v dopisech o Zemi a planetární vědě naznačuje, že systém pravděpodobně skrývá mezi pěti a 14 kubickými mil magmatu, což je maximální objem větší než 20 000 velkých pyramid v Gíze.
aby bylo jasno, neznamená to, že erupce je nutně v budoucnosti sopky. Práce však upozorňuje na potenciální nebezpečí často přehlížených sopek, které tiše doutnaly desítky tisíc let.
„díváme se přednostně na aktivní sopky-samozřejmě proto, že vykazují důkazy o skutečném riziku,“ říká autor studie Mickael Laumonier z Université Clermont Auvergne ve Francii. „Neměli bychom však zapomenout na další relativně nedávné mladé sopky, protože by mohly představovat riziko, které bychom měli posoudit.“
spárováním geofyzikální a geochemické analýzy s numerickými simulacemi dává studie vědcům ohromující pohled na to, co se může pod Ciomandulem vařit—a slibuje, že pomůže vědcům lépe pochopit, jak se podobné vulkanické systémy vyvíjejí v průběhu času. (Prozkoumejte sopečné titány Ohnivého kruhu.)
„to vše je skvělá práce,“ říká Janine Krippner, vulkanolog v Smithsonian Global Volcanism Program, který se studie nezúčastnil. Upozorňuje ale, že rozebírat přesné podmínky pod povrchem je neskutečně náročný úkol.
„stále neříkáme, že tomu tak je,“ říká. „Říká se, máme spoustu údajů, které ukazují, že to je to, co by to mohlo být.“
věčné sopečné plameny
v daném okamžiku vybuchuje po celém světě nejméně 20 sopek. Existuje však mnohem více, které mohou být potenciálně aktivní-problém je zjistit, které z nich. (Přečtěte si o tom, jak se tvoří sopky a nejsmrtelnější erupce v historii.)
sopky jako Ciomadul, které nevybuchly za posledních 10 000 let, se často nazývají neaktivní. Tato dělicí čára je však poněkud libovolná, říká Krippner.
pokud jde o sopky, „‚zaniklý‘ je velmi ošemetné slovo, “ říká. Některé sopky, jako neslavný Yellowstone supervolcano, může ležet spící stovky tisíc let mezi erupcemi. (Zjistěte, proč se Yellowstone řadí na 21. místo v seznamu nejnebezpečnějších amerických sopek.)
jedním znakem toho, že zdánlivě tichá sopka má potenciál pro budoucí erupce, je to, že pod ní přetrvávají objemy roztavené horniny a minulé studie v Ciomadulu naznačily,že by tomu tak mohlo být. Studiem způsobu, jakým se seismické vlny odrazily zemí, minulí vědci spatřili některé náznaky magmatické nádrže. Průzkumy podpovrchové elektrické vodivosti-vlastnost, která je ovlivněna podmínkami, jako je teplota a obsah vody v horninách—také naznačily, že zóna mezi třemi a 17 míle dolů může být více kaše než pevná látka.
přesto nebylo jasné, zda je skála skutečně roztavená, a pokud ano, kolik magmatu by mohlo být.
konzultace s držiteli křišťálových záznamů
aby laumonier a jeho kolegové odpověděli na tyto otázky, nejprve se obrátili na skály z minulých erupcí sopky. Jak magma sedí pod sopkou, pomalu ochlazuje a vytváří krystaly, některé z nich fungují jako drobní mineralogičtí držitelé záznamů, mapovat podmínky, ve kterých se tvořily.
například třída minerálů známých jako amfiboly mění chemii v závislosti na teplotě a tlaku během krystalizace. Hledání těchto krystalů v vybuchlé skále pomáhá vědcům dozvědět se o podmínkách tohoto starověkého magmatického systému.
tým spojil tato geochemická data s tím, co věděli o rozměrech systému, a provedl numerické simulace, aby určil, jak rychle se mohla časem ochladit, a aby zjistil, jak by sopečná instalace mohla vypadat dnes. Výsledek: horniny v horní kůře pod sopkou jsou v průměru 15 procent roztavené, s některými oblastmi až 45 procent.
tým ověřil tento výsledek vytvořením modelu založeného na měření elektrické vodivosti pro dříve vybuchlé horniny při různých teplotách, tlacích a obsahu vody. To jim pomohlo interpretovat to, co bylo vidět dříve při měření elektrické vodivosti pod Ciomadul.
tento druhý přístup dal podobný výsledek, což naznačuje, že zóna pod sopkou je skutečně mezi 20 a 58 procenty roztavená. I když se jedná o velký rozsah pro množství magmatu, které by mohlo přetrvávat v podpovrchových trubkách Ciomadulu, všechny možné podpovrchové podmínky poskytují pro Ciomadul významné množství taveniny.
„nemáme jiné možnosti, jak vysvětlit geofyzikální anomálii,“ říká Laumonier.
vědci se domnívají, že erupce je možná, pokud sopka ukrývá více než zhruba 45 procent roztavené horniny. Pod tím je “ systém uzamčen krystaly a nemůže vybuchnout,“ říká Michael Ackerson, kurátor hornin a rud v Smithsonian National Museum of Natural History ve Washingtonu, DC
tato nejnovější analýza tedy naznačuje, že erupce může být možná v Ciomadulu—ale to neznamená, že je to nevyhnutelné.
Mushy instalatérské
důležité je, že tato studie také zkoumá otázku, jak takové systémy hluboko uvnitř země skutečně vypadají.
„tradiční trope magmatické komory je tento velký, gigantický hrozivě vypadající, rozžhavený kousek magmatu sedící v kůře, která se chystá vybuchnout a zabít nás všechny,“ říká Ackerson.
ale výzkum stále více naznačuje, že tomu tak pravděpodobně není. Místo toho, Magma nádrže tráví většinu svého života tiše dušení v kůře. Často jsou alespoň částečně krystalizovány a vytvářejí kašovitou, kamenitou polévku s různým podílem krystalů, které se roztaví v celém systému. Tento poměr se může drasticky lišit v magmatické instalaci jedné sopky na druhou.
pro Ciomadul vědci věří, že roztavená hornina se shromažďuje ve dvou zónách kaše: horní oblast mezi třemi a 11 mil hluboká a nižší, teplejší nádrž začínající kolem 18.5 mil dolů. Každá z těchto zón je pravděpodobně složena z překrývajících se kapes roztaveného materiálu o mírně odlišné teplotě a složení. Prozatím není jasné, jak se obě zóny přesně spojují, ale nové magmatické mapování stále poskytuje cenné informace o vnitřním fungování této sopky.
„toto je nový datový bod v příběhu globálních magmat,“ říká Ackerson. „Toto je jedna konkrétní sopka v jednom konkrétním časovém okamžiku, a to nám pomůže získat mnohem širší a jemnější obraz o tom, jak se magmy formují a vyvíjejí.“