Извержения вулканов являются наиболее ярким выражением процессов, происходящих в недрах любой активной планеты. Эффузивные извержения состоят из мягкого и устойчивого потока лавы на поверхности, в то время как эксплозивные извержения представляют собой бурные явления, которые могут выбрасывать горячие материалы на расстояние до нескольких километров в атмосферу.
Переход между этими извержениями представляет собой одну из самых опасных природных опасностей.
Понимание механизмов, управляющих таким переходом, вдохновило бесчисленные исследования в области наук о Земле за последние десятилетия.
В новом исследовании, проведенном под руководством доктора Данило Ди Дженовой из Школы наук о Земле Бристольского университета, международная группа ученых впервые представила доказательства того, что тонкий переломный момент в химии магм явно отделяет эффузивные от эксплозивных извержений по всему миру.
Более того, они демонстрируют, что изменчивость магмы на наноуровне может резко увеличить взрывной потенциал вулканов.
Д-р Ди Генова сказал: «Новые экспериментальные данные, термодинамическое моделирование и анализ данных о составе из глобальной вулканической летописи, которые мы представили в нашем исследовании, предоставляют объединенные доказательства внезапного разрыва в поведении потока риолитовых магм, который определяет, будет ли вулкан извергается бурно или эксплозивно.
Выявленная прерывистость потока может пересекаться небольшими изменениями состава риолитовых магм и может быть вызвана кристаллизацией, ассимиляцией, пополнением или смешением магмы.
"Вариации поведения потока, вызванные составом, могут также возникать из-за изменений внутренних параметров магмы, таких как температура, давление или фугитивность кислорода."
Это может привести к оживлению ранее «запертого» магматического очага посредством химического псевдоожижения или может помешать эффективной дегазации и привести к увеличению эксплозивного потенциала посредством химического «затвердевания» магмы.
Кроме того, исследование показало, как внезапное осаждение железосодержащих нанокристаллов, которые недавно были обнаружены в вулканических породах, может увеличить эксплозивный потенциал магмы как за счет истощения железа в структуре расплава, так и за счет образования точек зародышеобразования. для пузырьков газа, вызывающих взрывное извержение.