Frodige bølgende åser vugger det stille vannet I Romanias Saint Anne Lake, som hviler i et gammelt krater fra utbruddet Av Ciomadul vulkanen. Toppen sist blåste toppen for rundt 30.000 år siden, og den lange stillheten har ført til at mange antar at vulkanen ikke sannsynligvis vil bryte ut igjen.
men som det viser seg, kan steinene miles under denne rolige scenen steke med en overraskende mengde varme. En studie nylig publisert I Earth and Planetary Science Letters antyder at systemet sannsynligvis havner mellom fem og 14 kubikk miles av magma, et maksimalt volum mer enn det på 20.000 Store Pyramider I Giza.
For å være klar, betyr dette ikke at et utbrudd nødvendigvis er i vulkanens fremtid. Men arbeidet gjør oppmerksom på de potensielle farene ved ofte oversett vulkaner som stille har ulmet i titusenvis av år.
» vi ser fortrinnsvis på aktive vulkaner-åpenbart fordi de viser tegn på reell risiko, » sier studieforfatter Mickael Laumonier Fra Université Clermont Auvergne, Frankrike. «Men vi bør ikke glemme andre relativt nye unge vulkaner, fordi de kan utgjøre en risiko som vi bør vurdere.»
ved å parre geofysisk og geokjemisk analyse med numeriske simuleringer, gir studien forskere en fantastisk titt på hva som kan brygge under Ciomandul—og det lover å hjelpe forskere bedre å forstå hvordan lignende vulkanske systemer utvikler seg over tid. (Utforsk de vulkanske titans Av Ring Of Fire.)
«Alt dette er flott arbeid,» sier Janine Krippner, en vulkanolog ved Smithsonian Global Volcanism Program som ikke var involvert i studien. Men hun advarer om at erting fra hverandre de nøyaktige forholdene miles under overflaten er en utrolig vanskelig oppgave.
«det er fortsatt ikke oss som sier det er hva saken er,» sier hun. «Det sier, Vi har mye data som viser at dette er hva det kan være .»
Evige vulkanske flammer
til enhver tid er det minst 20 vulkaner som bryter ut rundt om i verden. Men det er mange flere som potensielt kan være aktive-problemet er å finne ut hvilke. (Les om hvordan vulkaner dannes og det dødeligste utbruddet i historien.)
Vulkaner Som Ciomadul som ikke har hatt utbrudd de siste 10 000 årene kalles ofte inaktive. Denne skillelinjen er imidlertid noe vilkårlig, Sier Krippner.
når det gjelder vulkaner, er «utdødt» et veldig iffy ord, » sier hun. Noen vulkaner, som Den beryktede Yellowstone supervulcano, kan ligge sovende i hundretusener av år mellom utbrudd. (Finn ut hvorfor Yellowstone rangerer bare 21. i en liste over de farligste amerikanske vulkanene.)
et tegn på at en tilsynelatende stille vulkan har potensial for fremtidige utbrudd er hvis mengder smeltet stein somle under det, og tidligere studier Ved Ciomadul hadde antydet at det kan være tilfelle. Ved å studere hvordan seismiske bølger ricochet gjennom bakken, oppdaget tidligere forskere noen indikasjoner på et magma reservoar. Undersøkelser av undergrunnen elektrisk ledningsevne-en egenskap som er påvirket av forhold som temperatur og vanninnhold av bergarter-også antydet at sonen mellom tre og 17 miles ned kan være mer grøt enn solid.
men det var fortsatt uklart om steinen virkelig var smeltet, og i så fall hvor mye magma det kunne være.
Consulting crystal record-keepers
for å svare på disse spørsmålene, Laumonier og hans kolleger først slått til steiner fra vulkanens tidligere utbrudd. Som magma sitter under en vulkan, kjøler den sakte og danner krystaller, hvorav noen fungerer som små mineralogiske rekordholdere, kartlegger forholdene der de dannet.
for eksempel endrer en klasse mineraler kjent som amfiboler kjemi avhengig av temperatur og trykk under krystallisering. Søker etter disse krystallene i den utbrutte steinen hjelper forskere å lære om forholdene i dette gamle magmatiske systemet.
teamet kombinerte disse geokjemiske dataene med det de visste om systemets dimensjoner og kjørte numeriske simuleringer for å bestemme hvor raskt det kunne ha avkjølt gjennom tiden, og for å se hva vulkansk rørleggerarbeid kunne se ut i dag. Resultatet: bergarter i øvre skorpe under vulkanen er i gjennomsnitt 15 prosent smeltet, med noen regioner så høye som 45 prosent.
teamet bekreftet dette resultatet ved å lage en modell basert på målinger av elektrisk ledningsevne for tidligere utbrudd av bergarter ved varierende temperaturer, trykk og vanninnhold. Dette hjalp dem med å tolke det som ble sett før I de elektriske ledningsevne målingene Under Ciomadul.
denne andre tilnærmingen ga et lignende resultat, noe som tyder på at sonen under vulkanen faktisk er mellom 20 og 58 prosent smeltet. Selv om dette er et stort utvalg for mengden magma som kan være dvelende I Ciomaduls undergrunnsrør, gir alle mulige undergrunnsforhold en betydelig mengde smelte for Ciomadul.
» Vi har ingen andre muligheter til å forklare den geofysiske anomali, » Sier Laumonier.
Forskere mener at et utbrudd er mulig hvis en vulkan havner mer enn omtrent 45 prosent smeltet stein. Under det er «systemet låst opp av krystaller, og det kan ikke bryte ut,» sier Michael Ackerson, kurator for bergarter og malmer på Smithsonian National Museum Of Natural History i Washington, DC
Dermed tyder denne siste analysen på at en utbrudd kan være mulig På Ciomadul—men det betyr ikke at det er uunngåelig.
Grøtaktig rørleggerarbeid
Viktigere, denne studien undersøker også spørsmålet om hvordan slike systemer dypt Inne I Jorden faktisk ser ut.
» den tradisjonelle trope av et magmakammer er denne store, gigantiske truende utseende, rødglødende blob av magma som sitter i skorpen som er i ferd med å bryte ut og drepe oss alle, » Sier Ackerson.
men forskning tyder i økende grad på at det sannsynligvis ikke er tilfelle. I stedet bruker magma reservoarer mesteparten av livet sitt stille i skorpen. De er ofte i det minste delvis krystallisert, danner en grøtaktig, steinete suppe med varierende mengder krystaller for å smelte gjennom hele systemet. Dette forholdet kan drastisk variere i magmatisk avløp av en vulkan til den neste.
For Ciomadul mener forskerne at den smeltede steinen samler seg i to soner av mush: en øvre region mellom tre og 11 miles dyp og et lavere, varmere reservoar som starter rundt 18, 5 miles ned. Hver av disse sonene er sannsynligvis sammensatt av overlappende lommer av smeltet materiale med litt forskjellig temperatur og sammensetning. For nå er det uklart hvordan de to sonene nettopp forbinder, men den nye magmatiske kartleggingen gir fortsatt verdifull informasjon om denne vulkanens indre arbeid.
«Dette er et nytt datapunkt i historien om globale magmas,» Sier Ackerson. «Dette er en spesifikk vulkan på et bestemt tidspunkt, og det kommer til å hjelpe oss med å få et mye bredere, nyansert bilde av hvordan magmas danner og utvikler seg.»