In een nieuwe studie van vulkanische processen, Wetenschappers uit Bristol hebben aangetoond welke rol nanolieten spelen bij het ontstaan ​​van gewelddadige uitbarstingen bij anders 'rustige' en voorspelbare vulkanen.

De studie, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang , beschrijft hoe kristallen van nanoformaat (nanolieten), 10, 000 keer kleiner dan de breedte van een mensenhaar, kan een aanzienlijke invloed hebben op de viscositeit van uitbarstend magma, resulterend in voorheen onverklaarbare en explosieve uitbarstingen.

"Deze ontdekking biedt een welsprekende verklaring voor gewelddadige uitbarstingen bij vulkanen die zich over het algemeen goed gedragen, maar ons af en toe een dodelijke verrassing bieden, zoals de uitbarsting van de Etna in 122 voor Christus, " zei Dr. Danilo Di Genova van de School of Earth Sciences van de Universiteit van Bristol.

"Vulkanen met magma-arme samenstellingen hebben een zeer lage viscositeit, waardoor het gas meestal zachtjes kan ontsnappen. Echter, we hebben aangetoond dat nanolieten de viscositeit voor een beperkte tijd kunnen verhogen, die gas in de kleverige vloeistof zou opsluiten, wat leidde tot een plotselinge omslag in gedrag dat voorheen moeilijk uit te leggen was."

Dr. Richard Brooker ook van Aardwetenschappen, zei:"We hebben het verrassende effect van nanolieten op de viscositeit van magma aangetoond, en daardoor vulkaanuitbarstingen, met behulp van geavanceerde nano-beeldvorming en Raman-spectroscopie om te zoeken naar bewijs van deze bijna onzichtbare deeltjes in as die zijn uitgebarsten tijdens zeer gewelddadige uitbarstingen."

"De volgende fase was om deze rotsen opnieuw te smelten in het laboratorium en de juiste afkoelsnelheid te creëren om nanolieten te produceren in het gesmolten magma. Met behulp van de verstrooiing van extreem heldere synchrotronbronstraling (10 miljard keer helderder dan de zon) waren we in staat om de groei van nanolieten documenteren."

"Vervolgens produceerden we een nanoliethoudend basaltschuim (puimsteen) onder laboratoriumomstandigheden, ook demonstreren hoe deze nanolieten kunnen worden geproduceerd door onderkoeling als vluchtige stoffen worden geëxsolveerd uit magma, het verlagen van de liquidus."

Professor Heidy Mader voegde toe:"Door nieuwe experimenten uit te voeren op analoge synthetische materialen, bij lage afschuifsnelheden ten opzichte van vulkanische systemen, we waren in staat om de mogelijkheid van extreme viscositeiten voor nanoliethoudend magma aan te tonen, uitbreiding van ons begrip van het ongebruikelijke (niet-Newtoniaanse) gedrag van nanovloeistoffen, die raadselachtig zijn gebleven sinds de term 25 jaar geleden werd bedacht."

De volgende stap voor dit onderzoek is het modelleren van deze gevaarlijke, onvoorspelbaar vulkanisch gedrag in werkelijke vulkanische situaties. Dit is de focus van een Natural Environment Research Council (VK) en National Science Foundation (VS) subsidie ​​'Quantifying Disequilibrium Processes in Basaltic Volcanism' toegekend aan Bristol en een consortium van collega's in Manchester, Durham, Cambridge en de Staatsuniversiteit van Arizona.