Новое исследование, проведенное учеными-геофизиками из Ливерпульского университета, определило температуру, при которой остывающая магма растрескивается, образуя геометрические столбы, подобные тем, что обнаружены на Дороге гигантов в Северной Ирландии и на Дьявольском столбе в США.
Геометрические колонны встречаются во многих типах вулканических пород и формируются по мере того, как порода остывает и сжимается, в результате чего образуется регулярный массив многоугольных призм или колонн.
Столбчатые суставы являются одними из самых удивительных геологических особенностей на Земле, и во многих областях, включая Дорогу Гигантов, они вдохновили мифологию и легенды.
Одним из самых сложных и интригующих вопросов, стоящих перед геологами, является температура, при которой остывающая магма образует эти столбчатые трещины.
Ливерпульские геологи провели исследование, чтобы выяснить, насколько горячими были скалы, когда они раскалывались, образуя эти впечатляющие ступеньки.
В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, исследователи и студенты Университетской школы наук об окружающей среде разработали новый тип эксперимента, чтобы показать, как по мере охлаждения магма сжимается и накапливает напряжение, пока не расколется. Исследование проводилось на базальтовых колоннах вулкана Эйяфьятлайокудль, Исландия.
Они разработали новый аппарат, позволяющий охлаждающейся лаве, зажатой в прессе, сжиматься и трескаться, образуя колонну. Эти новые эксперименты показали, что горные породы разрушаются при охлаждении примерно на 90-140°C ниже температуры кристаллизации магмы в горную породу, которая для базальтов составляет примерно 980°C..
Это означает, что столбчатые швы, обнаженные в базальтовых породах, как это наблюдается, среди прочего, на Дороге Гигантов и Дьявольском столбе (США), образовались около 840-890?C.
Ян Лавалле, профессор вулканологии из Ливерпуля, возглавлявший исследование, сказал: «Температура, при которой магма остывает, чтобы сформировать эти столбчатые соединения, - это вопрос, который очень долго интересовал мир геологии. желая знать, была ли температура лавы, вызвавшей разломы, горячей, теплой или холодной.
"Я провел более десяти лет, размышляя над тем, как ответить на этот вопрос и провести правильный эксперимент, чтобы найти ответ на этот вопрос. Теперь, с этим исследованием, мы обнаружили, что ответ горячий, но после того, как он затвердеет."
Д-р Энтони Ламур, для которого эта работа стала частью его докторского исследования, добавил: «Эти эксперименты были технически очень сложными, но они ясно демонстрируют силу и значение теплового сжатия для эволюции остывающих горных пород и развития переломов."
Д-р Джеки Кендрик, постдокторский исследователь из ливерпульской группы, сказал: «Знание точки, в которой остывающая магма разрушается, имеет решающее значение, поскольку - помимо того, что это приводит к разрезу этой потрясающей геометрической формы - это инициирует циркуляцию жидкости в Сеть разломов. Поток жидкости контролирует теплоперенос в вулканических системах, который можно использовать для производства геотермальной энергии.
Понимание того, как остывающая магма и горные породы сжимаются и разрушаются, имеет решающее значение для понимания стабильности вулканических структур, а также того, как тепло передается в Земле.
Профессор Лавалле добавил: «Выводы проливают свет на загадочные наблюдения потери охлаждающей жидкости, сделанные исландскими инженерами во время бурения горячих вулканических пород при температуре выше 800°C; потеря охлаждающей жидкости в такой среде не ожидалась, но наше исследование предполагает, что существенное сжатие таких горячих пород привело бы к открытию широких трещин, по которым остывающая суспензия отводилась из скважины.
"Теперь, когда мы это знаем, мы можем пересмотреть нашу стратегию бурения и продолжить наши поиски новых источников магматической энергии."