Onderzoek dat licht werpt op de interne "sanering" van vulkanen kan wetenschappers helpen om vulkaanuitbarstingen en onrust beter te begrijpen.

De door de Universiteit van Queensland geleide studie analyseerde kristallen in de beroemde Etna in Italië om te onthullen hoe snel magma naar de oppervlakte beweegt.

Dr. Teresa Ubide, van UQ's School of Earth and Environmental Sciences, zei dat het onderzoek een beter begrip van vulkanische systemen zou opleveren en de kaders voor het monitoren van vulkanen zou verbeteren.

"Door te kijken naar de zogenaamde magma-leidingsystemen - ik beschouw ze als de 'innerlijke persoonlijkheden' van vulkanen - kunnen we de tekenen van magmabeweging onder onze voeten beter interpreteren, ' zei Dr. Ubide.

"De nieuwe informatie over magmatransport voorafgaand aan vulkaanuitbarstingen in het verleden kan context bieden om beter te kunnen reageren op toekomstige monitoringsignalen, zoals seismische metingen van aardbevingen."

Dr. Ubide en haar team hebben variaties in de chemische samenstelling van vulkanische kristallen geanalyseerd, die zich vormen in een chemisch patroon dat bekend staat als "sectorzonering".

"Vulkanologen en mineralogen hebben decennialang sectorzonering in kristallen waargenomen, opmerkend dat het zich kan ontwikkelen wanneer kristallen zich snel vormen, " ze zei.

"Maar omdat de exacte oorsprong en implicaties van sectorgezoneerde kristallen in magma slecht werden begrepen, ze werden meestal buiten beschouwing gelaten bij de studie van pre-eruptieve processen in vulkanen.

"Nu hebben we ontdekt dat ze niet alleen gedetailleerde magmatische geschiedenissen en uitbarstingstriggers registreren, maar kan ook informatie verschaffen over de snelheid van het magmatransport naar de oppervlakte."

Het onderzoek, die voortbouwt op eerder werk dat vulkanische kristallen analyseert, gebruikte een hightech ultraviolette laser - vergelijkbaar met de technologie die wordt gebruikt voor oogchirurgie - bij UQ's Radiogenic Isotope Facility.

"We hebben een 'koude' laserstraal gebruikt om een ​​dunne laag van het oppervlak van de kristallen te verwijderen, ' zei Dr. Ubide.

"Dan wordt deze kleine hoeveelheid materiaal in een massaspectrometer gedaan, een instrument dat de samenstelling van 'sporen'-elementen meet, leeselementen die minder dan 0,1 procent van het oorspronkelijke object kunnen wegen.

"We ontdekten dat de veranderingen in de sporenelementen in deze kristallen extreem gevoelig zijn voor de processen die plaatsvinden in vulkanen, zoals opslag en koeling van magma, magma mengen, magmatransport en de opstijging van magma naar de oppervlakte.

"Het is een verbazingwekkende momentopname van wat er gebeurt in vulkanen, het biedt belangrijke inzichten in hun interne sanitairsysteem en helpt ons deze ongelooflijke natuurlijke wonderen beter te begrijpen."

Het onderzoek, gepubliceerd in samenwerking met het Italiaanse Vulkanologisch Instituut INGV-Rome en de Sapienza Universiteit Rome, kan gevonden worden in Geochimica en Cosmochimica Acta .