Onderzoekers van de University of Bristol en het Scottish Universities Environmental Research Centre hebben ontdekt dat superuitbarstingen optreden wanneer enorme ophopingen van magma diep in de aardkorst, gevormd gedurende miljoenen jaren, snel naar het oppervlak bewegen en reeds bestaande rots verstoren.

Met behulp van een model voor aardkorststroom kon een internationaal team van wetenschappers aantonen dat reeds bestaande plutons - een lichaam van opdringerig gesteente gemaakt van gestolde magna of lava - werden gevormd gedurende een paar miljoen jaar voorafgaand aan vier bekende gigantische superuitbarstingen en dat de verstoring van deze plutons door nieuw geplaatste magma's vond buitengewoon snel plaats. Terwijl het magma dat superuitbarstingen levert gedurende een langere periode plaatsvindt, verstoort het magma de korst en barst het vervolgens uit in slechts enkele decennia.

De bevindingen, vandaag gepubliceerd in Nature , verklaren deze extreme verschillen in tijdsbereiken voor het genereren en uitbarsten van magma door de stroom van hete maar stevige korst als reactie op het opstijgen van het magma, wat de zeldzaamheid van deze uitbarstingen en hun enorme volumes verklaart.

Professor Steve Sparks van Bristol's School of Earth Sciences legde uit:"De levensduur van plutonische en verwante vulkanische systemen staat in contrast met de korte tijdschalen om ondiepe magmakamers samen te stellen voorafgaand aan grote uitbarstingen van gesmolten gesteente. Kristallen gevormd uit eerdere magmapulsen, meegevoerd in uitbarstende magma's worden opgeslagen bij temperaturen nabij of onder de solidus gedurende lange perioden voorafgaand aan de uitbarsting en hebben gewoonlijk een zeer korte verblijfplaats in gastheermagma's gedurende slechts tientallen jaren of minder."

Deze studie doet twijfel rijzen over de interpretatie van langdurige opslag van oude kristallen bij temperaturen die hoog genoeg zijn om sommige gesmolten gesteenten aanwezig te laten zijn en geeft aan dat de kristallen afkomstig zijn van eerder geplaatste en volledig gestolde plutons (granieten).

Wetenschappers weten dat vulkanische superuitbarstingen kristallen uitstoten die zijn afgeleid van oudere rotsen. Voordien werd echter algemeen aangenomen dat ze afkomstig waren uit hete omgevingen boven de smeltpunten van gesteente. Eerdere studies die aantonen dat de magmakamers voor superuitbarstingen zich zeer snel vormen, maar er was geen overtuigende verklaring voor dit snelle proces. Hoewel modellering suggereerde dat supervulkaanuitbarstingen zouden moeten worden voorafgegaan door zeer lange perioden van plaatsing van granieten pluton in de bovenste korst, ontbrak het bewijs voor deze gevolgtrekking grotendeels.

Prof Sparks voegde toe:"Door de leeftijd en het karakter van de kleine kristallen die met gesmolten gesteente zijn uitgebarsten te bestuderen, kunnen we helpen begrijpen hoe dergelijke uitbarstingen gebeuren.

"Het onderzoek biedt een vooruitgang in het begrijpen van de geologische omstandigheden die superuitbarstingen mogelijk maken. Dit zal helpen bij het identificeren van vulkanen die potentieel hebben voor toekomstige superuitbarstingen."

Dergelijke uitbarstingen zijn zeer zeldzaam en wetenschappers van Bristol schatten dat er slechts één van dit soort uitbarstingen om de 20.000 jaar op aarde plaatsvindt. Dergelijke uitbarstingen zijn echter lokaal zeer destructief en kunnen op wereldschaal ernstige klimaatverandering veroorzaken die catastrofale gevolgen zou hebben.

"Tijdschalen voor plutongroei, magmakamervorming en superuitbarstingen" is gepubliceerd in Nature . + Verder verkennen

Vulkanen gevoed door 'brij'-reservoirs in plaats van gesmolten magmakamers