Een spectaculair bewijs van de activiteit van onze planeet, caldera's zijn enorme topografische depressies, vergelijkbaar met kraters met platte bodem, met een diameter van enkele tientallen kilometers. Ze worden gevormd door grote vulkaanuitbarstingen, en soms een inflatie van hun vloer tot een kilometer ervaren, veroorzaakt door magma-injectie. Dit bekende proces, genaamd "caldera heropleving, " is verschillende keren waargenomen en blijft toch een van de minst begrepen in de vulkanologie. Maar waarom, na een uitbarsting, leidt de komst van nieuw magma niet tot een nieuwe grote uitbarsting, maar in plaats daarvan heropleving? Een team van onderzoekers van de Universiteit van Roma Tre, Italië, en de Universiteit van Genève (UNIGE), Zwitserland, laat zien dat het niet-uitgebarsten magma dat overblijft na de uitbarsting die de krater vormt, zich gedraagt ​​als een "rubberen vel" dat de opkomst van het nieuw geïnjecteerde magma remt. Het onderzoek is gepubliceerd in Natuurcommunicatie .

Een caldera ontstaat wanneer een magmakamer gedeeltelijk wordt geleegd door een grote uitbarsting en het dak instort, waardoor een depressie aan de oppervlakte ontstaat. Na deze catastrofale gebeurtenis, in een langzaam proces dat duizenden jaren kan duren, de calderavloer kan onevenredig beginnen te stijgen, maar zonder uitbarsting. Heropleving volgt niet onmiddellijk op caldera-vorming, wat suggereert dat het niet wordt aangedreven door het resterende magma dat na instorting in het reservoir is achtergebleven, maar eerder door de injectie van nieuw magma.

Het magma gedraagt ​​zich als een rubberen vel

"Het magma wordt niet volledig uit de magmakamer verwijderd tijdens de caldera-vormende uitbarsting. We hebben thermische modellering gebruikt om te bepalen hoe dit resterende magma in de loop van de tijd evolueert, en welke rol het speelt in het heroplevingsproces, " legt Luca Caricchi uit, universitair hoofddocent aan het Departement Aardwetenschappen van de UNIGE Faculteit Wetenschappen. het magma, heter dan de rotsen rond de magmakamer, koelt geleidelijk af en de viscositeit neemt toe. De hogere viscositeit van het overgebleven magma, met betrekking tot het nieuw geïnjecteerde magma, zorgt ervoor dat het zich gedraagt ​​als een rubberen vel, het stoppen van de voortplanting van het nieuwe magma naar de oppervlakte.

Deze resultaten werden bevestigd door experimenten. Het overgebleven magma werd vervangen door een siliconenlaag en het nieuw geïnjecteerde magma door minder viskeuze plantaardige olie. Het contrast in viscositeit tussen deze twee materialen is gelijk aan het contrast dat wordt waargenomen tussen de twee magma's in de natuur. "Onafhankelijk van de diepte van de siliconenlaag, zijn aanwezigheid belemmert altijd de verspreiding van het nieuw geïnjecteerde magma naar de oppervlakte, " zegt Federico Galetto, onderzoeker bij de afdeling Wetenschappen van de Universiteit van Roma Tre.

Het door de onderzoekers ontwikkelde model biedt een theoretisch kader om de overgang van magma-uitbarsting naar accumulatie te verklaren. Valerio Acocella, universitair hoofddocent aan de afdeling Aardwetenschappen van de Universiteit van Roma Tre, voegt toe, "Het proces dat we bespreken is essentieel, niet alleen om heropleving te ontwikkelen, maar ook voor de vorming van de magmareservoirs die verantwoordelijk zijn voor de grootste uitbarstingen op aarde."