rehevät kumpuilevat kukkulat kehtaavat Romanian Saint Anne-järven tyyniä vesiä, joka lepää ciomadul-tulivuoren purkauksen aiheuttamassa muinaisessa kraatterissa. Huippu puhalsi huippunsa viimeksi noin 30000 vuotta sitten, ja sen pitkä hiljaisuus on saanut monet olettamaan, ettei tulivuori todennäköisesti purkautuisi uudelleen.
mutta kuten käy ilmi, tämän seesteisen näkymän alapuolella olevat kalliot saattavat muhia yllättävänkin kuumina. Äskettäin Earth and Planetary Science Letters-lehdessä julkaistu tutkimus osoittaa, että järjestelmässä on todennäköisesti 5-14 kuutiokilometriä magmaa, mikä on enimmillään enemmän kuin 20000 Gizan Suuren pyramidin tilavuus.
selvyyden vuoksi tämä ei tarkoita, että purkaus olisi välttämättä tulivuoren tulevaisuudessa. Teos kiinnittää kuitenkin huomion niihin mahdollisiin vaaroihin, joita aiheuttavat usein huomaamatta jääneet tulivuoret, jotka ovat vaivihkaa hautuneet kymmeniätuhansia vuosia.
”katsomme mieluummin aktiivisia tulivuoria-ilmeisesti siksi, että niissä on todisteita todellisesta riskistä”, sanoo tutkimuksen tekijä Mickael Laumonier Université Clermont Auvergnesta Ranskasta. ”Mutta meidän ei pitäisi unohtaa muita suhteellisen tuoreita nuoria tulivuoria, koska ne voivat aiheuttaa riskin, joka meidän pitäisi arvioida.”
yhdistämällä geofysikaaliset ja geokemialliset analyysit numeerisiin simulaatioihin tutkimus antaa tutkijoille upean kurkistuksen siihen, mitä ciomandulin alla saattaa muhia—ja se lupaa auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin, miten samankaltaiset vulkaaniset järjestelmät kehittyvät ajan myötä. (Tutki Tulirenkaan vulkaanisia titaaneja.)
”kaikki tämä on hienoa työtä”, sanoo Janine Krippner, Smithsonian Global Volcanism Programin tulivuoritutkija, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. Hän kuitenkin varoittaa, että tarkan pinnan alla olevien olosuhteiden erottaminen toisistaan on uskomattoman vaikea tehtävä.
”se ei ole vielä meidän sanomista, että näin asia on”, hän sanoo. ”Se sanoo, Meillä on paljon dataa, joka osoittaa, että tämä on mitä se voisi olla.”
ikuiset vulkaaniset liekit
kulloinkin ainakin 20 tulivuorta purkautuu ympäri maailmaa. Mutta on paljon enemmän, jotka voivat mahdollisesti olla aktiivisia-ongelma on selvittää, mitkä niistä. (Lue tulivuorten muodostumisesta ja historian tappavimmasta purkauksesta.)
Ciomadulin kaltaisia tulivuoria, jotka eivät ole purkautuneet viimeisen noin 10 000 vuoden aikana, kutsutaan usein toimimattomiksi. Tämä jakolinja on kuitenkin hieman mielivaltainen, Krippner sanoo.
kun puhutaan tulivuorista,”’ sammunut ’on hyvin epävarma sana”, hän sanoo. Jotkin tulivuoret, kuten surullisen kuuluisa Yellowstone supervolcano, saattavat olla lepotilassa satoja tuhansia vuosia purkausten välillä. (Selvitä, miksi Yellowstone on vasta 21. sijalla Yhdysvaltain vaarallisimpien tulivuorten luettelossa.)
yksi merkki siitä, että hiljaiselta näyttävällä tulivuorella on mahdollisuus tuleviin purkauksiin, on se, jos sulan kiviaineksen määrä viipyy sen alapuolella, ja ciomadulin aiemmat tutkimukset ovat vihjanneet, että näin voisi olla. Tutkimalla sitä, miten seismiset aallot kimpoavat maan läpi, aiemmat tutkijat havaitsivat joitakin merkkejä magma-altaasta. Maanalaisen sähkönjohtavuuden tutkimukset—ominaisuus, johon vaikuttavat olosuhteet, kuten kivien lämpötila ja vesipitoisuus-vihjasivat myös, että kolmen-17 kilometrin syvyydessä oleva vyöhyke saattaa olla enemmän mössöä kuin kiinteää.
vielä oli epäselvää, oliko Kallio todella sula, ja jos oli, kuinka paljon magmaa siellä mahtoi olla.
konsultoiden kristalliennätysmiehiä
vastatakseen näihin kysymyksiin Laumonier kollegoineen kääntyi ensin tulivuoren aiempien purkausten synnyttämiin kiviin. Kun Magma istuu tulivuoren alla, se jäähtyy hitaasti ja muodostaa kiteitä, joista osa toimii pieninä mineralogisina muistiinmerkintöinä, jotka kartoittavat olosuhteita, joissa ne ovat muodostuneet.
esimerkiksi amfiboleiksi kutsuttu mineraaliluokka muuttaa kemiaa riippuen lämpötilasta ja paineesta kiteytymisen aikana. Näiden kiteiden etsiminen purkautuneesta kivestä auttaa tutkijoita saamaan tietoa tämän muinaisen magmaattisen järjestelmän olosuhteista.
ryhmä yhdisti tämän geokemiallisen tiedon siihen, mitä he tiesivät järjestelmän mitoista, ja teki numeerisia simulaatioita selvittääkseen, kuinka nopeasti se olisi voinut jäähtyä ajan kuluessa, ja nähdäkseen, miltä vulkaaninen putkisto voisi näyttää tänään. Tulos: tulivuoren alla olevan ylimmän kuoren kivistä on keskimäärin 15 prosenttia sulaa, joillakin alueilla jopa 45 prosenttia.
ryhmä varmisti tämän tuloksen laatimalla mallin, joka perustui aiemmin purkautuneiden kivien sähkönjohtavuuden mittauksiin vaihtelevissa lämpötiloissa, paineissa ja vesipitoisuuksissa. Tämä auttoi heitä tulkitsemaan, mitä nähtiin aiemmin ciomadulin sähkönjohtavuusmittauksissa.
tämä toinen lähestymistapa antoi samanlaisen tuloksen, mikä viittaa siihen, että tulivuoren alla oleva vyöhyke on todellakin 20-58-prosenttisesti sula. Vaikka tämä on suuri alue magman määrälle, joka voisi viipyä Ciomadulin pinnanalaisissa putkissa, kaikissa mahdollisissa pinnanalaisissa olosuhteissa saadaan aikaan merkittävä määrä sulamista Ciomadulille.
” meillä ei ole muita vaihtoehtoja selittää geofysikaalista anomaliaa”, Laumonier sanoo.
tutkijat uskovat, että purkaus on mahdollinen, jos tulivuoressa on yli 45-prosenttisesti sulaa kiveä. Sen alapuolella ”järjestelmä on kokonaan kristallien lukittama, eikä se voi purkautua”, sanoo Michael Ackerson, Washingtonissa (D. C.) sijaitsevan Smithsonian National Museum of Natural Historyn kivien ja malmien kuraattori
, joten tämä uusin analyysi viittaa siihen, että purkaus voi olla mahdollinen Ciomadulissa—mutta se ei tarkoita, että se olisi väistämätön.
Mushy plumbing
tärkeää on, että tässä tutkimuksessa luotaillaan myös kysymystä siitä, miltä tällaiset järjestelmät syvällä maan sisällä todellisuudessa näyttävät.
”magmakammion perinteinen Trooppi on tämä maankuoressa istuva iso, jättiläismäinen uhkaavan näköinen, tulikuuma magmamöykky, joka on purkautumaisillaan ja tappamassa meidät kaikki”, ackerson sanoo.
, mutta tutkimusten mukaan näin ei todennäköisesti ole. Sen sijaan magma-altaat viettävät suurimman osan elämästään hiljaa kuoressa muhien. Ne ovat usein ainakin osittain kiteytyneet muodostaen muhkean, kivisen keiton, jossa on vaihtelevia määriä kristalleja sulamassa koko systeemissä. Tämä suhde saattaa suuresti vaihdella tulivuoren magmaattisessa putkistossa.
ciomadulin kohdalla tutkijat uskovat sulan kiven kerääntyvän kahdeksi mössövyöhykkeeksi: kolmen ja 11 Mailin syvyiseksi ylemmäksi alueeksi ja matalammaksi, kuumemmaksi altaaksi, joka alkaa noin 18,5 Mailin syvyydestä. Kukin näistä vyöhykkeistä koostuu todennäköisesti päällekkäisistä taskuista sulasta materiaalista, jonka lämpötila ja koostumus ovat hieman erilaiset. Toistaiseksi on epäselvää, miten nämä kaksi vyöhykettä tarkalleen liittyvät toisiinsa, mutta uusi magmaattinen kartoitus antaa yhä arvokasta tietoa tämän tulivuoren sisäisestä toiminnasta.
”tämä on uusi datapiste globaalien magmojen tarinassa”, Ackerson sanoo. ”Tämä on yksi tietty tulivuori tietyssä ajassa, ja se auttaa meitä saamaan paljon laajemman, vivahteikkaan kuvan siitä, miten magmat muodostuvat ja kehittyvät.”