Извержения вулканов, такие как вулкан Сент-Хеленс в 1980 году, показывают взрывоопасность магмы, движущейся через земную кору. Теперь геологи в восторге от того, что поднятые гранитные тела, такие как Эль-Капитан в Йосемити, говорят о магме, которая замерзает, прежде чем она сможет извергнуться на поверхность.
Эти гранитные структуры, называемые магматическими интрузиями, постепенно формируются небольшими пульсациями магмы, которые охлаждаются и кристаллизуются на глубине от 5 до 20 километров (от 3 до 12 миль) под землей. Многие подняты и обнажены эрозией. Они также содержат историю инъекций магмы, которые произошли от десятков до сотен миллионов лет назад, говорит Лейф Карлстром из Университета Орегона.
В статье, размещенной в Интернете 10 июля журналом Nature Geoscience, исследовательская группа из трех человек во главе с Карлстромом представила новую основу для понимания того, что структура вулканов, видимая на поверхности, говорит о структуре подземной магмы. системы. По словам Карлстрема, от 50 до 90 процентов магмы не проходит через кору.
«Гранитные ландшафты в долине Йосемити в Калифорнии и в северных каскадах - это знаковые огромные скалы с обнаженными скалами», - сказал он. «Если вы присмотритесь, то увидите, что структура этого ландшафта показывает все виды интрузивных тел, которые фиксируют различные пульсации магмы, поступающие в кору. Мы надеемся, что наши находки позволят вам взглянуть на Эль-Капитан и понять его по-новому».
В ходе исследования, финансируемого Национальным научным фондом, Карлстром, Скотт Р. Патерсон из Университета Южной Калифорнии и А. Марк Джеллинек из Университета Британской Колумбии изучили более десяти лет измерений распределения магматических пород по размерам. вторжения в Североамериканские Кордильеры.
Карлстром сказал, что магма, поднимающаяся в активных вулканических регионах в таких местах, как Каскады, Гавайи и Исландия, часто встречается в виде узких, пластинчатых интрузий, обычно называемых дайками и силлами. Это происходит как процесс растрескивания в хрупких горных породах земной коры. Однако с течением времени процесс меняется.
Эти изменения являются частью перехода к «обратному энергетическому каскаду», в котором восходящие потоки магмы захватываются и теряют энергию, говорят исследователи.
Магма смешивается и сливается с окружающими породами по мере того, как она остывает и кристаллизуется. Тепло, теряемое в результате повторяющихся инъекций магмы, продолжает нагревать породы земной коры, формируя и расширяя гранитные интрузивные комплексы, образованные застывшей магмой в вязкой, а не в хрупкой форме. Полученные структуры видны сегодня там, где обнажены формации.
«Этот акт сброса тепла в земную кору с течением времени меняет характер механической реакции на инъекции магмы», - сказал Карлстром. «Земная кора является фильтром для поднимающихся расплавов. У вас есть магма, которая образуется глубоко в Земле, и каким-то образом она попадает на поверхность, неся тепло и летучие вещества, такие как углекислый газ. Это происходит через систему транспортировки магмы в земной коре».
Изучение процессов, лежащих в основе инъекций магмы в течение длительного времени, сказал он, помогает лучше понять вулканы, их влияние на глобальный климат и места, где могут возникнуть большие вулканы.
«Эта статья затрагивает одну из основных текущих исследовательских проблем вулканологии», - сказал Карлстром. «Мы можем сделать убедительное заявление о связи глубинного интрузивного магматизма с проявлением вулканизма на поверхности. Мы думаем, что то, что мы обнаружили, обеспечивает основу для понимания других проблем, связанных с магматизмом на Земле и других планетах."