Vulkaanuitbarstingen zoals Mount St. Helens in 1980 tonen de explosiviteit van magma dat door de aardkorst beweegt. Nu zijn geologen enthousiast over wat verheven granieten lichamen zoals Yosemite's El Capitan zeggen over magma dat bevriest voordat het aan de oppervlakte kan uitbarsten.

Deze granieten structuren, zogenaamde magmatische intrusies, vormen in de loop van de tijd stapsgewijs door kleine magma-pulsen die 5 tot 20 kilometer - 3 tot 12 mijl - onder de grond afkoelen en kristalliseren. Velen zijn opgetild en blootgesteld door erosie. Ze bevatten ook de geschiedenis van magma-injecties die tientallen tot honderden miljoenen jaren geleden plaatsvonden, zegt Leif Karlstrom van de Universiteit van Oregon.

In een paper online geplaatst op 10 juli door het tijdschrift Natuur Geowetenschappen , een driekoppig onderzoeksteam onder leiding van Karlstrom onthulde een nieuw raamwerk om te begrijpen wat het patroon van vulkanen aan de oppervlakte inhoudt over de structuur van ondergrondse magma-sanitairsystemen. Ongeveer 50 tot 90 procent van het magma, Karlström zei, komt niet door de korst.

"Granitische landschappen in de Yosemite Valley in Californië en in de North Cascades zijn iconisch, enorme kliffen met zichtbare rotsen, "zei hij. "Als je beter kijkt, de structuur van dat landschap toont allerlei opdringerige lichamen die verschillende pulsen van magma registreren die in de korst komen. Met onze bevindingen kun je hopelijk naar El Capitan staren en het op een nieuwe manier begrijpen."

In het door de National Science Foundation gefinancierde onderzoek, Karlström, Scott R. Paterson van de University of Southern California en A. Mark Jellinek van de University of British Columbia onderzochten meer dan tien jaar metingen van grootteverdelingen van stollingsgesteenten in de Noord-Amerikaanse Cordillera.

Magma stijgt op in actieve vulkanische gebieden in plaatsen zoals de Cascades, Hawaï en IJsland, Karlström zei, komt vaak voor als smal, plaatachtige intrusies die gewoonlijk dijken en dorpels worden genoemd. Dit gebeurt als een kraakproces in brosse korstgesteenten. Over lange tijdschalen, echter, het proces verandert.

Deze veranderingen maken deel uit van een overgang naar een "omgekeerde energiecascade, " waarin opstijgende magma-injecties vast komen te zitten en energie verliezen, zeggen de onderzoekers.

Magma vermengt zich en versmelt met omringende rotsen terwijl het afkoelt en kristalliseert. Warmte die verloren gaat door herhaalde injecties van magma blijft aardkorststenen verwarmen, gebouw en de uitdijende granieten opdringerige complexen gevormd door bevroren magma in een stroperige, in plaats van broos, manier. De resulterende structuren worden vandaag gezien waar de formaties worden blootgesteld.

"Die handeling van het dumpen van warmte in de korst in de loop van de tijd verandert de aard van de mechanische reactie op injecties van magma, ' zei Karlstrom. 'De aardkorst is een filter voor opstijgend smeltwater. Je hebt magma dat diep in de aarde wordt gegenereerd, en op de een of andere manier komt het aan de oppervlakte met warmte en vluchtige stoffen, zoals koolstofdioxide. Hoe dat gebeurt, is via het transportsysteem voor magma in de aardkorst."

Het bestuderen van de processen achter magma-injecties over lange tijdschalen, hij zei, helpt bij het opbouwen van een beter begrip van vulkanen, hun impact op het mondiale klimaat en waar grote vulkanen waarschijnlijk zullen voorkomen.

"Dit artikel gaat over een van de belangrijkste huidige onderzoeksproblemen in de vulkanologie, " zei Karlstrom. "We zijn in staat om een ​​sterke uitspraak te doen over het verband tussen diep indringend magmatisme en de oppervlakte-expressie van vulkanisme. We denken dat wat we hebben gevonden een raamwerk biedt voor het begrijpen van andere soorten problemen die verband houden met magmatisme op aarde en andere planeten."