Vulkanické minerály by mohly pomoci předpovídat sopečné erupce

- Příroda autor: Radek Chlup

Vědci pomocí sopečných minerálů vypočítali, jak dlouho může být magma uloženo v nejhlubších částech sopečných systémů, což by mohlo pomoci při předpovědích nadcházejících erupcí. Jde o vůbec první odhady doby skladování magmatu poblíž hranice zemské kůry a pláště – moho.

Geotermální oblast Theistareykir

Geotermální oblast Theistareykir,zdroj: Profimedia.cz

Vědci z Univerzity v Cambridge studovali sopku Theistareykir na severním Islandu, která vznikla před deseti tisíci lety a byla nakrmena přímo z moho –  hraniční oblasti, která hraje důležitou roli při zpracování tavenin, když putují ze svých zdrojových oblastí v plášti směrem k povrchu. Pro výpočet toho, jak dlouho bylo magma uloženo v této hraniční oblasti, byly využity vulkanické minerály, kterým se říká spinel či krystalické hodiny.

Díky nim bylo vytvořen model toho, jak se krystaly spinelu v průběhu času měnily, zatímco se ukládalo magma. Konkrétně se tým zaměřil na rychlost difuze hliníku a chromu v krystalech a na to, jak jsou tyto prvky zónovány. "Difuze prvků se snaží dostat krystal do chemické rovnováhy s jeho okolím. Pokud víme, jak rychle se rozptýlí, můžeme zjistit, jak dlouho byly minerály uloženy v magmatu," vysvětlil Dr. John Maclennan – jeden z autorů studie.

Rychlost difuze byla odhadnuta na základě předchozích laboratorních experimentů. Poté byla aplikována metoda nová – modelování konečných prvků a bayesovské vnořené vzorkování pro odhalení doby skladování magmatu. "Nyní máme opravdu dobré odhady, pokud jde o to, odkud a kdy magma vychází z hloubky," řekl Euan Mutch – hlavní autor studie z Univerzity v Cambridge a dodal: "Nikdo nikdy nezískal takové informace o časovém měřítku z hlubší kůry." Magma se v zemi ukládá až po tisíc let.

Sopečný vodovodní systém

Výpočet doby uložení magmatu také pomohl určit, jak se magma dostává na povrch. Vědci tvrdí, že místo modelu sopky s obří magmatickou komorou, je to spíše sopečný "vodovodní systém", který prochází kůrou se spoustou malých “hubic”. Jimi může být magma rychle dopraveno na povrch. Stejný tým nedávno provedl ještě jeden výzkum. Podle něj existuje souvislost mezi mírou výstupu magmatu a uvolňováním CO2, což má také důsledky pro monitorování sopek.

Před erupcí je z magmatu do plynu přeneseno dostatečné množství CO2, což naznačuje, že monitorování CO2 může být užitečným způsobem, jak zjistit prekurzory erupcí na Islandu. Na základě stejné sady krystalů vědci vypočítali, že magma může za pouhé čtyři dny vystoupat z dvacet metrů hluboké komory na povrch.

"Je to geologická detektivní práce. Studiem toho, co vidíme ve skalách, abychom rekonstruovali, jaká erupce byla, můžeme také vědět, za jakých podmínek je magma uloženo. Ale je těžké pochopit, co se děje v hlubších částech vulkanických systémů," uvedl Mutch. Nyní však vědci mohou své metody využít pro výzkum dalších aktivních sopek.

Studie byla publikována v magazínu Science.

Tagy: geologie zemětřesení a sopečná činnost věda a poznání