Ostatni epizod wulkaniczny na półwyspie Reykjanes na Islandii, który ma trwać stulecia, rozpoczął się od gromadzenia się ogromnej magmy tuż pod powierzchnią. Takie wnioski płyną z nowego badania opublikowanego w czasopiśmie Natura prowadzone przez międzynarodowy zespół badaczy ze Stanów Zjednoczonych, Szwecji i Islandii.
Nowe odkrycia sugerują, że erupcja na islandzkim półwyspie Reykjanes w 2021 r. dotyczyła magmy utworzonej w skorupie ziemskiej, a nie bezpośrednio z płaszcza, co obala wcześniejsze założenia. Analizy geochemiczne wskazują, że lawa znajduje się w skorupie ziemskiej, a podobne zachowanie magmy zaobserwowano podczas innych niedawnych globalnych erupcji.
Początkowo sądzono, że niedawna lawa na półwyspie Reykjanes wytrysnęła bezpośrednio z płaszcza, ale dowody geochemiczne wskazują, że magma pochodzi z podziemnego topnienia skorupy ziemskiej w wyniku „pożarów Fagradalsfjall”, które rozpoczęły się w 2021 r. Było to możliwe. odkryli naukowcy z międzynarodowego zespołu z Uniwersytetu Kalifornijskiego, Instytutu Oceanografii Scripps w San Diego, Wydziału Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Uppsali i Uniwersytetu Islandzkiego w Reykjaviku.
Wybuch lawy z gęstej hałdy lawy w pobliżu otworu wentylacyjnego Sundhnúkur w kwietniu 2024 r. Źródło: Valentin Troll
Analiza geochemiczna wybuchłej lawy
Pobieranie próbek wypalonej lawy w regularnych odstępach czasu umożliwiło szczegółową analizę szeregów czasowych sygnałów geochemicznych. Pokazują one, że początek erupcji był spowodowany magmą znajdującą się w skorupie przez jakiś czas, co kontrastuje z początkową hipotezą mówiącą o unoszeniu się magmy bezpośrednio z płaszcza. Wyniki zostały opublikowane przez międzynarodowy zespół badawczy 31 lipcaul w dzienniku Natura.
Oprócz Islandii zespół badawczy badał lawę bazaltową pochodzącą z innych niedawnych erupcji wulkanów. Należą do nich erupcja wulkanu Tajogaite w 2021 r. na wyspie La Palma na Wyspach Kanaryjskich i erupcja Mauna Loa na Hawajach w 2022 r. Odkryli podobną magmę gromadzącą się pod La Palmą.
„Systematyczne pobieranie próbek lawy i późniejsza analiza zmian składu w laboratorium pomagają rozszyfrować, co zasila wulkan na głębokości” – powiedział pierwszy autor James Day, profesor nauk o Ziemi w Instytucie Oceanografii Scripps. „To trochę jak regularne pomiary czyjejś krwi. W tym przypadku „krew” wulkanu to stopiona lawa, która w tak spektakularny sposób się z niego wydobywa” – dodaje.
Valentin Troll, profesor petrologii na Uniwersytecie w Uppsali. Źródło: Mikael Wallerstedt
Spostrzeżenia z kompozycji izotopowych
W szczególności poprzednie badania sugerowały, że pożary Fagradalsfjall wybuchły z powierzchni bez interakcji ze skorupą. Zespół wykorzystał skład izotopowy pierwiastka osmu, aby zrozumieć, co dzieje się pod wulkanem. Ziemię można podzielić na szereg warstw. Najgłębszą częścią jest rdzeń metalowy. Najpłytsze warstwy to atmosfera, ocean i skalista skorupa.
Wszyscy ludzie żyją na skorupie ziemskiej, w której dominują skały, takie jak granit czy bazalt, takie jak te występujące w islandzkiej lawie. Pomiędzy jądrem a skorupą znajduje się rozległy płaszcz Ziemi. W tej warstwie płaszcza następuje topnienie, w wyniku którego powstają magmy zasilające wulkany takie jak te na Islandii. Osm jest bardzo cennym metalem, podobnie jak platyna czy pallad. Niezwykłe w przypadku osmu jest to, że jeden z jego izotopów powstaje w wyniku radiogennego rozpadu innego cennego metalu, renu. Ponieważ pierwiastki zachowują się inaczej podczas topienia, jeden z nich, ren, jest wzbogacony w skorupie ziemskiej, podczas gdy drugi nie.
Zespół był w stanie wykazać, że lawy z 2021 r. były zanieczyszczone skorupą, podczas gdy lawy z 2022 r. nie. Doszli do wniosku, że najwcześniejsza lawa musiała zebrać się w skorupie przed erupcją, podczas gdy późniejsze erupcje wykorzystywały istniejące wcześniej ścieżki, aby przedostać się na powierzchnię.
Kontynuacja i skutki erupcji
„Wygląda na to, że «pożary» na Islandii będą trwać jakiś czas dłużej, a może nawet lata” – powiedział Valentin Troll, profesor na Wydziale Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Uppsali i współautor oraz główny autor niedawnego badania w Terra Nova, w ramach którego zbadano system kanalizacji magmy na obszarze wulkanu Reykjanes.
Erupcje na półwyspie Reykjanes prawdopodobnie będą kontynuowane i choć są one druzgocące dla mieszkańców ewakuowanego miasta Grindavik, wydarzenia te dostarczą skarbnicy ważnych informacji naukowych na temat powstawania pól lawy i migracji magmy z nich. wnętrza Ziemi do powierzchni.
Więcej informacji na temat tych badań można znaleźć w artykule Pożary w Fagradalsfjall na Islandii: analiza geochemiczna ujawnia ukryte baseny magmy.
Odniesienie: „Głęboka asymilacja skorupy ziemskiej podczas pożarów Fagradalsfjall 2021, Islandia” autorstwa Jamesa MD Day, Savannah Kelly, Valentina R. Trolla, Williama M. Morelanda, Geoffreya W. Cooka i Thora Thordarsona, 31 lipca 2024 r., Natura.
DOI: 10.1038/s41586-024-07750-0
