Знамо ли када ће вулкан да еруптира – сићушни кристали плагиокласа знају

Милиони људи живи у близини вулкана дуж Пацифичког ватреног појаса, чију је активност изузетно тешко предвидети. Нова анализа, објављена у часопису Nature Communications, открива специфичан хемијски отисак у кристалима минерала плагиокласа непосредно пре вулканске ерупције. Истраживање је водила докторандкиња Данијела Пара Енкалада са Универзитета у Квинсленду, прикупивши узорке који по први пут јасно указују на процесе који претходе изливању лаве.

Откриће скривеног отиска у Андима

Тим научника је испитао стене са седам различитих вулкана дуж појаса од 230 километара у Андима на територији Чилеа и Аргентине. Истраживачи су под микроскопом посматрали најновије кристале, дебљине људске длаке, који се формирају у завршним фазама магматског кретања ка површини. Ови такозвани микрокристали показали су се као изванредни записничари дешавања, откривајући идентичан хемијски састав на свим испитиваним локацијама без обзира на старост и врсту вулкана.

Механизам буђења успаваних џинова

Плагиоклас расте у магми неколико километара испод површине Земље и понаша се попут камелеона, мењајући свој састав у зависности од температуре и количине присутне воде. Научници су израчунали температуре под којима су се ови посебни кристали развијали и открили јасан узорак. "Рачунарско моделовање показало је да је хемијски отисак кристала повезан са продором веома вруће магме из већих дубина у плићи магматски резервоар", објаснила је Пара Енкалада.

Нови прилив вреле магме, чија се температура креће између 900 и 975 степени Целзијуса, доноси веће количине растворене воде и нагло меша хладнији, већ ускладиштени материјал. Овај процес ефикасно дестабилизује унутрашњи систем канала вулкана, доводећи до стварања мехурића гаса. Тај раст притиска у плиткој магматској комори представља окидач који неминовно покреће ерупцију, а стручњаци су овај феномен назвали поље еруптивности плагиокласа.

Колико овакав притисак може бити екстреман потврђују и посебна мерења спроведена на вулкану Огастин на Аљасци. Истраживачица Валери Васер са Универзитета на Аљасци открила је да је додавање нове вреле магме повећало притисак за 7,7 мегапаскала пре велике ерупције која се догодила раније. Тај ниво притиска, који вишеструко премашује просечне кућне апарате, био је сасвим довољан да разбије околне стене и отвори пут којим магма незаустављиво гура ка самој површини терена.

Помоћ у надзору и потрази за металима

Идентификовање овог микроскопског упозорења могло би донети озбиљне промене у начину на који стручњаци широм света прате глобалну вулканску активност. Виши аутор студије, ванредна професорка Тереза Убиде, нагласила је да би хемијски потпис плагиокласа у будућности могао да помогне у препознавању наизглед мирних вулкана који заправо захтевају пажљивији надзор.

Са друге стране, анализа ових истих кристала може усмерити пажњу и на стару магму која се полако хлади дубоко у Земљиној кори и никада не успева да ерумпира.

Нееруптивна магма служи као својеврстан инкубатор за накупљање метала, што геолошким истразивачима пружа драгоцен ресурс. Како је истакла Убидеова, проучавање ових кристала могло би да разјасни начин на који магматски системи акумулирају метале попут бакра и злата. Ова спознаја ствара потпуно нове везе између класичне вулканологије и потраге за критичним минералима који су данас неопходни за развој решења базираних на обновљивој енергији.