dealuri luxuriante leagănă apele liniștite ale lacului Sfânta Ana din România, care se odihnește într-un crater antic de la erupția vulcanului Ciomadul. Vârful și-a suflat ultima dată vârful în urmă cu aproximativ 30.000 de ani, iar liniștea sa îndelungată i-a determinat pe mulți să presupună că vulcanul nu va mai erupe din nou.
dar, după cum se dovedește, stâncile aflate la kilometri sub această scenă senină pot fi fierte cu o cantitate surprinzătoare de căldură. Un studiu publicat recent în Earth and Planetary Science Letters sugerează că sistemul adăpostește probabil între cinci și 14 mile cubi de magmă, un volum maxim mai mare decât cel al celor 20.000 de mari piramide din Giza.
pentru a fi clar, acest lucru nu înseamnă că o erupție este neapărat în viitorul vulcanului. Dar lucrarea atrage atenția asupra pericolelor potențiale ale vulcanilor adesea trecuți cu vederea, care au ars în liniște de zeci de mii de ani.
„ne uităm preferențial la vulcanii activi—evident pentru că prezintă dovezi ale unui risc real”, spune autorul studiului Mickael laumonier de la Universitatea din Clermont Auvergne, Franța. „Dar nu ar trebui să uităm de alți vulcani tineri relativ recenți, deoarece ar putea prezenta un risc pe care ar trebui să-l evaluăm.”
prin asocierea analizei geofizice și geochimice cu simulări numerice, studiul oferă cercetătorilor o privire uimitoare asupra a ceea ce se poate produce sub Ciomandul—și promite să ajute oamenii de știință să înțeleagă mai bine modul în care sistemele vulcanice similare evoluează în timp. (Explorați titanii vulcanici ai inelului de foc.)
„toate acestea sunt o lucrare grozavă”, spune Janine Krippner, vulcanolog la Smithsonian Global Volcanism Program care nu a fost implicat în studiu. Dar ea avertizează că tachinarea condițiilor precise la kilometri sub suprafață este o sarcină incredibil de dificilă.
„încă nu spunem că acesta este cazul”, spune ea. „Se spune, Avem o mulțime de date care arată acest lucru este ceea ce ar putea fi.”
flacari vulcanice eterne
in orice moment, cel putin 20 de vulcani erupe in intreaga lume. Dar există multe altele care pot fi active—problema este să aflăm care dintre ele. (Citiți despre cum se formează vulcanii și cea mai mortală Erupție din istorie.)
Vulcanii ca Ciomadul care nu au erupt în ultimii 10.000 de ani sau cam asa ceva sunt deseori numiti inactivi. Cu toate acestea, această linie de divizare este oarecum arbitrară, spune Krippner.
când vine vorba de vulcani, „” dispărut „este un cuvânt foarte neplăcut”, spune ea. Unii vulcani, cum ar fi infamul Yellowstone supervolcano, pot rămâne latenți timp de sute de mii de ani între erupții. (Aflați de ce Yellowstone ocupă locul 21 într-o listă cu cei mai periculoși vulcani din SUA.)
un semn că un vulcan aparent liniștit are potențialul de erupții viitoare este dacă volumele de rocă topită rămân sub el, iar studiile anterioare de la Ciomadul au sugerat că ar putea fi cazul. Studiind modul în care undele seismice ricoșează prin pământ, cercetătorii din trecut au observat câteva indicii ale unui rezervor de magmă. Sondajele conductivității electrice subterane—o proprietate care este influențată de condiții precum temperatura și conținutul de apă al rocilor—au sugerat, de asemenea, că zona cuprinsă între trei și 17 mile în jos poate fi mai mult terci decât solid.
cu toate acestea, nu era încă clar dacă roca era cu adevărat topită și, dacă da, cât de multă magmă ar putea exista.
Consulting crystal record keepers
pentru a răspunde la aceste întrebări, Laumonier și colegii săi au apelat mai întâi la roci din erupțiile anterioare ale vulcanului. Pe măsură ce magma se află sub un vulcan, se răcește încet și formează cristale, dintre care unele acționează ca mici deținători de înregistrări mineralogice, cartografiind condițiile în care s-au format.
de exemplu, o clasă de minerale cunoscute sub numele de amfiboli schimbă chimia în funcție de temperatură și presiune în timpul cristalizării. Căutarea acestor cristale în roca eruptă îi ajută pe cercetători să învețe despre condițiile acestui sistem magmatic antic.
echipa a combinat aceste date geochimice cu ceea ce știau despre dimensiunile sistemului și a efectuat simulări numerice pentru a determina cât de repede s-ar fi răcit în timp și pentru a vedea cum ar putea arăta instalațiile vulcanice astăzi. Rezultatul: rocile din scoarța superioară de sub vulcan sunt, în medie, 15% topite, cu unele regiuni de până la 45%.
echipa a verificat acest rezultat prin realizarea unui model bazat pe măsurători ale conductivității electrice pentru rocile erupte anterior la temperaturi, presiuni și conținut de apă variabil. Acest lucru i-a ajutat să interpreteze ceea ce s-a văzut anterior în măsurătorile de conductivitate electrică sub Ciomadul.
această a doua abordare a dat un rezultat similar, sugerând că zona de sub vulcan este într-adevăr între 20 și 58% topită. În timp ce aceasta este o gamă largă pentru cantitatea de magmă care ar putea persista în conductele subterane ale Ciomadului, toate condițiile posibile ale subsolului produc o cantitate semnificativă de topire pentru Ciomadul.
„nu avem alte opțiuni pentru a explica anomalia geofizică”, spune Laumonier.
cercetătorii cred că o erupție este posibilă dacă un vulcan adăpostește mai mult de aproximativ 45% rocă topită. Mai jos, „sistemul este blocat de cristale și nu poate erupe”, spune Michael Ackerson, curator de roci și minereuri la Muzeul Național de Istorie Naturală Smithsonian din Washington, D. C.
astfel, această ultimă analiză sugerează că o erupție ar putea fi posibilă la Ciomadul—dar asta nu înseamnă că este inevitabilă.
Mushy sanitare
important, acest studiu sonde, de asemenea, problema a ceea ce astfel de sisteme adânc în interiorul Pământului de fapt arata ca.
„tropul tradițional al unei camere de magmă este acest mare, gigantic, amenințător, roșu-fierbinte blob de magmă așezat în crusta care este pe cale să erupă și să ne omoare pe toți”, spune Ackerson.
dar cercetările sugerează din ce în ce mai mult că probabil nu este cazul. În schimb, rezervoarele de magmă își petrec cea mai mare parte a vieții în liniște în crustă. Sunt adesea cel puțin parțial cristalizate, formând o supă moale, pietroasă, cu proporții diferite de cristale pentru a se topi în întregul sistem. Acest raport ar putea diferi drastic în instalațiile sanitare magmatice ale unui vulcan la altul.
pentru Ciomadul, cercetătorii cred că roca topită se colectează în două zone de ciuperci: o regiune superioară între trei și 11 mile adâncime și un rezervor mai mic, mai fierbinte, începând cu aproximativ 18,5 mile în jos. Fiecare dintre aceste zone este probabil compusă din buzunare suprapuse de material topit de temperatură și compoziție ușor diferite. Deocamdată, nu este clar modul în care cele două zone se conectează cu precizie, dar noua cartografiere magmatică oferă încă informații valoroase despre funcționarea interioară a acestui vulcan.
„acesta este un nou punct de date în povestea magmelor globale”, spune Ackerson. „Acesta este un vulcan specific într-un anumit moment și asta ne va ajuta să obținem o imagine mult mai largă și nuanțată a modului în care magmele se formează și evoluează.”