Znajdź zawartość

Nowy model dotyczący pracy wulkanów, stworzony przez Alana Bugissera z francuskiego Institut des Sciences de la Terre d'Orléans, obala dotychczasowe przekonanie, jakoby wulkany, w których komora wulkaniczna ochłodziła się, potrzebowały setek lat na ponowne przebudzenie. Bugisser we współpracy z amerykańskimi uczonymi opracował model wulkaniczny, który przetestowali na dwóch dużych erupcjach. Ich wnioski zupełnie przeczą temu, co wiedziano dotychczas. Z testów wynika bowiem, że do ponownego przebudzenia się wystarczy kilka miesięcy. To z kolei oznacza, iż należy ponownie ocenić zagrożenie stwarzane przez niektóre wygasłe wulkany. Komora wulkaniczna to potężny zbiornik magmy znajdujący się wiele kilometrów pod wulkanem. Gdy się ochłodzi, znajdująca się w niej magma staje się niezwykle lepka, co uniemożliwia jej wypłynięcie. Jako, że objętość komory może wahać się od kilkudziesięciu do kilkuset kilometrów sześciennych, dotychczas sądzono, że jej ponowne ogrzanie musi zajmować setki lub nawet tysiące lat. Nowy matematyczny model wskazuje jednak, że ogrzewanie przebiega znacznie szybciej i składa się z trzech etapów. Najpierw świeża magma napływająca spod komory ogrzewa i roztapia magmę znajdującą się w komorze. Ta świeżo roztopiona magma staje się rzadsza, zaczyna się unosić i mieszać z warstwami gęstszej, chłodniejszej magmy. To właśnie proces mieszania pozwala na błyskawiczne, setki razy szybsze niż dotychczas sądzono, ogrzanie komory. Przy odpowiedniej wielkości komory i lepkości magmy, może wystarczyć kilka miesięcy na ponowne obudzenie się wulkanu. Model został przetestowany na erupcji Pinatubo z marca 1991 oraz na obecnie trwającej erupcji Soufriere Hills na Montserrat. W obu wypadkach przed erupcjami odczuwane były wstrząsy, spowodowane napływaniem pod komorę świeżej magmy. Biorąc pod uwagę znane właściwości obu wulkanów (np. temperaturę magmy, wielkość komory, strukturę krystaliczną magmy itp.) naukowcy byli w stanie obliczyć, ile czasu minęło do napłynięcia świeżej magmy do przebudzenia się wulkanu. W przypadku Pinatubo było wyliczono ten okres na 20-80 dni. Tymczasem konwencjonalny model przewidywał, że budzenie tego wulkanu potrwa 500 lat. W rzeczywistości od napłynięcia świeżej magmy do erupcji Pinatubo minęło około 60 dni, co zgadza się z nowym modelem.

O ile magma przemieszcza się w skorupie ziemskiej bardzo powoli, bo zaledwie kilka centymetrów rocznie, o tyle gdy znajdą się w niej diamenty, prędkość podróży ku powierzchni wzrasta nawet do 60 kilometrów na godzinę (Geophysical Research Letters). Wcześniej naukowcy wiedzieli, że kimberlit, rzadka ultramaficzna skała alkaliczna, w której diamenty występują jako tzw. minerały akcesoryczne, może się przemieszczać szybciej ku spągowi skorupy ziemskiej. Nikt nie miał jednak pojęcia, jakie tempo osiąga ona na większych głębokościach. By to sprawdzić, Masayuki Nishi i zespół z Kyushu University w Fukuoce posłużyli się niecodziennym miernikiem – granatami. Inkluzje z minerałów z grupy krzemianów tworzą się wewnątrz diamentów i są stabilne na głębokościach między 400 a 700 km. Gdy zmniejszają się zarówno ciśnienie, jak i temperatura, ulegają częściowemu przekształceniu (między innymi do piroksenów). Japończycy sztucznie utworzyli granaty w podgrzewanych komorach ciśnieniowych. Następnie, wykorzystując synchrotron, zmierzyli, jak szybko rozkładały się one przy zmianach wymienionych wcześniej parametrów. Z wyliczeń wynika, że aby diamenty z inkluzjami dotarły na powierzchnię, musi minąć od kilku godzin do kilku dni.