Een nieuw onderzoek door wetenschappers van de Universiteit van Liverpool heeft nieuwe inzichten opgeleverd in hoe gesmolten gesteente (magma) door de aardkorst beweegt om vulkaanuitbarstingen te voeden.

Met behulp van laboratoriumexperimenten met water, gelei en laserbeeldvorming, onderzoekers konden aantonen hoe magma door de aardkorst naar de oppervlakte stroomt door met magma gevulde scheuren die dijken worden genoemd.

Deze nieuwe benadering van het bestuderen van magmastroom onthulde dat voorafgaand aan een vulkaanuitbarsting er recirculatie van de vloeistof in de dijk en instabiliteit in de stroom was, details die voorheen niet eerder waren gedocumenteerd.

Bijna alle vulkaanuitbarstingen worden gevoed door dijken die magma van de bron naar de oppervlakte transporteren. Begrijpen hoe magma door deze dijken naar de oppervlakte reist, staat centraal bij het voorspellen van de stijl, levensduur en klimatologische gevolgen van vulkaanuitbarstingen.

Onderzoekers creëerden een verkleind model van een actief vulkanisch leidingsysteem met behulp van een perspex tank gevuld met gelatine, die de aardkorst voorstelt, en dit vervolgens ingespoten met gekleurd water, het magma vertegenwoordigen.

Ze pasten geavanceerde laserbeeldvormingstechnieken toe om in het model te kijken. Passieve tracerdeeltjes die aan de vloeistof werden toegevoegd, gloeiden in een laservel om de stroom van het modelmagma in kaart te brengen terwijl de dijk groeide.

Digitale camera's registreerden in de loop van de tijd veranderingen in de vorm van het vulkanische leidingsysteem van het model en de veranderingen aan het oppervlak van de korst werden geregistreerd met behulp van een laserscanner boven het hoofd. Gepolariseerd licht maakte het mogelijk om spanningspatronen in de ondergrond waar te nemen die zouden resulteren in het breken van gesteente in de natuur terwijl de dijk groeide.

Deze nieuwe experimentele opstelling maakte het mogelijk, Voor de eerste keer, de gelijktijdige meting van vloeistofstroom, onder- en oppervlaktevervorming tijdens de opstijging van magma door met magma gevulde breuken.

Deze bevinding zal helpen bij de interpretatie van gegevens uit veldstudies en geofysische onderzoeken, wat uiteindelijk ons ​​vermogen zal verbeteren om te begrijpen of er een uitbarsting zal plaatsvinden.

vulkanoloog uit Liverpool, Dr. Janine Kavanagh, die leiding geeft aan het gespecialiseerde MAGMA-laboratorium van de universiteit, zei:"Voor de eerste keer, met behulp van innovatieve laboratoriumexperimenten die onze kennis van vulkanische sanitaire systemen combineerden met technische expertise, we hebben kunnen zien hoe magma door de aardkorst via dijken naar de oppervlakte stroomt.

"Onze experimenten, de eerste die laserbeeldtechnologie op deze manier gebruikte, onthulde een sterke koppeling tussen oppervlaktevervormingspatronen en ondergrondse processen.

"Dit geeft aan dat zowel de eigenschappen van het magma als de eigenschappen van het gastgesteente bepalen hoe de dijk stijgt, wat een geheel nieuwe bevinding is en ons bestaande denken over magmastroom door rotsen uitdaagt.

"Omdat het niet altijd mogelijk is om vulkanische gebeurtenissen met succes te voorspellen vanwege het gebrek aan volledige kennis van de signalen die tot catastrofes leiden, deze resultaten zijn een belangrijke nieuwe bevinding en uiteindelijk hopen we dat ze zullen bijdragen aan ons begrip van waar en wanneer de volgende vulkaanuitbarsting zal zijn."

Met meer dan 800 miljoen mensen wereldwijd die in de buurt van een vulkaan leven en het risico lopen op uitbarstingsactiviteit, het begrijpen van de triggers voor vulkaanuitbarstingen is van vitaal belang voor het voorspellen van inspanningen, Gevaar vaststellen, en risicobeperking.

Het artikel 'Challenging dyke ascent models using novel laboratoriumexperimenten:Implications for reinterpreting evidence of magma ascent and vulcanism' is gepubliceerd in de Journal of Volcanology and Geothermal Research .