Het vulkanische complex Laguna del Maule in Chili is een groot, gecompliceerd en explosief landschap dat, vreemd, mist de klassieke kegel die op veel vulkanen wordt gezien, inclusief Fuego, de Guatemalteekse vulkaan die honderden heeft gedood bij een uitbarsting van 3 juni.

Het is een grote taak om een ​​bergtopgebied te begrijpen dat de afgelopen 20 keer 50 keer is uitgebarsten. 000 jaar. Maar het startpunt voor het begrijpen van het grote geheel van een studie die vandaag (27 juni) is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang is vrij eenvoudig:het is de ring die stilstaand water op een badkuip achterlaat.

Als de oever van een oud meer, een badring moet bij het vormen horizontaal zijn. Maar, zoals Brad Singer, hoogleraar geowetenschappen aan de Universiteit van Wisconsin-Madison jaren geleden opmerkte, de oude, verhoogde kustlijn bij Maule loopt nu van een lage plek in het noorden naar een hoge plek in het zuiden.

De Maule vulkanen, gelegen in een regio die de afgelopen miljoen jaar enorme uitbarstingen heeft meegemaakt, zijn rusteloos. Sinds 2007, satellietinstrumenten hebben een gemiddelde stijging van 8 inch per jaar gemeten - verreweg de snelste en langst gemeten stijging van een rusteloze vulkaan ter wereld, en een onmiskenbaar teken dat gesmolten gesteente onder het gebied stijgt.

Zanger, een vulkanoloog en specialist in het dateren van gesteenten, leidt momenteel een vijfjarig National Science Foundation-project om Maule te verkennen met een breed scala aan geologische technieken. Begrijpen waarom die stijging plaatsvindt, en wat het voorspelt, zijn twee centrale doelen van het project, die tientallen wetenschappers en studenten naar de site bracht.

Over het algemeen, vulkanologie is een oefening in achteruitkijkspiegels. Maanden, jaar, of zelfs 50 miljoen jaar nadat de lava afkoelt en de as bezinkt, wetenschappers onderzoeken de chemie, vorm, en verdeling van rotsen in een forensische poging om een ​​vulkanische plaats te begrijpen. Bij Laguna del Maule, een van de meest actieve vulkanische gebieden ter wereld, Singer probeert de omstandigheden en processen voor de volgende uitbarsting te documenteren.

Chili heeft meer dan 80 vulkanen. Maule, samen met vele anderen, barst ryoliet uit, een bijzonder explosief soort gesmolten gesteente. Ryoliet bevat een hoog gehalte aan water en koolstofdioxide, die beide in gas flitsen terwijl de druk daalt wanneer het magma het aardoppervlak nadert.

Het kennen van de snelheid en variaties van magma dat opstijgt in een reservoir onder een vulkaan is van cruciaal belang voor vragen over toekomstige uitbarstingen, maar metingen van rotseigenschappen tot tientallen kilometers onder de grond moeten, per definitie, indirect zijn.

Het doel, zanger zegt, "Is het opbouwen van een mentaal beeld, een model, voor de mechanismen die werken voor een grote, of 'super' uitbarsting."

De studie in wetenschappelijke vooruitgang gebruikte de oude kustlijn voor basisinformatie over het landschap van het gebied 10, 000 jaar geleden. Dat was toen een rhyoliet lavastroom die de uitlaat van het meer 'verstopte' instortte, het waterpeil met ongeveer 200 meter naar het huidige niveau te laten zakken.

De relikwie kustlijn was minstens 60 kilometer lang, hoewel veel ervan sindsdien is bedekt door lavastromen. Tijdens vier excursies, Singer en collega's gebruikten nauwkeurige GPS-instrumenten om hoogtemetingen te krijgen op 64 punten langs de kustlijn.

Het hoogste punt, ze vonden, 62 meter boven het laagste punt lag, waarmee de onderzoekers een gemiddelde stijging van 6 millimeter per jaar konden berekenen. Maar als de huidige snelle stijging na een periode van stabiliteit typisch is, de totale verhoging vond waarschijnlijk plaats in maar liefst 16 snelle pulsen, gemiddeld 50 jaar elk, in de afgelopen 10, 000 jaar of zo.

De basisinformatie over opwaartse kracht werd vervolgens gecombineerd met gegevens over het schudden van de aarde, zwaartekracht en elektrische geleidbaarheid, en analyses van mineralen aan de oppervlakte - de overblijfselen van eerdere uitbarstingen - om een ​​beter beeld te schetsen van de geologische situatie.

Helene Le Mével, een UW-Madison geowetenschappen Ph.D. en papier co-auteur, de kromming van de kustlijn gebruikt om de vorm te schatten, grootte en diepte van het magmalichaam dat onder het zuidelijke uiteinde van het meer groeide. Het lichaam is 7 kilometer diep en heeft de vorm van een ei.

Sinds de natuurlijke lavadam barstte en het peil van het meer daalde, de onderzoekers berekenden dat 13 kubieke kilometer magma in dit reservoir steeg om het magmalichaam te creëren dat het bovenliggende vulkanische gebied ophief.

In dezelfde periode, nog eens negen kubieke kilometer magma is uitgebarsten.

Een verduidelijkt beeld van het tempo en de details van de verhoging hielp het team van Singer om twee dringende problemen in de vulkanologie aan te pakken:

• Welke rol spelen vloeistoffen bij het veroorzaken van opwaartse kracht bij de grootste, gevaarlijkste vulkanen? Vulkanische opheffing kan worden veroorzaakt door opkomend magma, of door vloeistof of gas onder druk. Als de onderzoekers het bij het rechte eind hebben, worden perioden van opleving afgewisseld met perioden van stabiliteit boven de 9, 400 jaar, dan moet het magma zijn afgekoeld tot vast gesteente. Anders, elke uitbarsting zou vloeistof en gas hebben laten ontsnappen, deflatie veroorzaken.
• Wat bepaalt of het magmareservoir uitbarst of bevriest tot een reus, homogeen rotslichaam zoals Half Dome (een pluton genoemd)? Kunnen beide fenomenen in dezelfde poel van magma op in wezen hetzelfde moment plaatsvinden? "Hier, we hebben bewijs dat hetzelfde magmareservoir beide processen kan ondersteunen, ", zegt Singer. "Het magmareservoir groeit al duizenden jaren langzaam, op een geringe diepte, en een deel ervan is ijskoud, maar in dezelfde periode het barst ook uit."

Wat Maule zelf betreft, het stijgingstempo lijkt af te nemen na 11 raceautojaren. Dat verkleint waarschijnlijk de kans op een uitbarsting op korte termijn, wat goed nieuws is voor de Chilenen, en voor Argentijnen, die tegen de wind in leven van dit grensoverschrijdende complex. De alarmstatus van Maule staat momenteel laag op de lijst van meer dan 40 gevaarlijke vulkanen die door het vulkaanobservatorium van de Zuidelijke Andes in Chili worden bewaakt.

Maar dat is niet het einde van het verhaal, zegt Singer. Zelfs als de magma-intrusies bij Maule langzaam tot stilstand komen, andere factoren kunnen een uitbarsting veroorzaken.

Chili, onderdeel van de Ring van Vuur, was de plaats van twee van de vier meest intense aardbevingen in de afgelopen eeuw. Bovendien, zelfs als de stijging afneemt, een aardbeving langs een kleine lokale breuk zou voldoende beweging van magma kunnen bevorderen om een ​​nieuwe uitbarsting bij Maule te veroorzaken, zegt zangeres.