Shkencëtarët kanë identifikuar një proces të nxitur nga nxehtësia brenda magmës, i cili mund të ndihmojë në shpjegimin se përse vullkanet me karakteristika të ngjashme ndonjëherë shpërthejnë në mënyra shumë të ndryshme.
Një ekip ndërkombëtar kërkimor, i udhëhequr nga Universiteti i Mançesterit, analizoi magmën nga shpërthimi i Tajogaites në vitin 2021 në La Palma, Spanjë. Shkencëtarët zbuluan se “mbinxehja”, e cila ndodh kur magma bëhet më e nxehtë se temperatura në të cilën kristalet mbeten të qëndrueshme, mund të shtyjë formimin e kristaleve ndërsa magma lëviz drejt sipërfaqes.
Mbinxehja heq farat e kristaleve
Studimi, i publikuar në revistën Nature Communications, zbuloi se nxehtësia intensive mund të shpërbëjë kristalet e vogla ekzistuese, të cilat zakonisht veprojnë si “fara” për rritjen e kristaleve të reja.
Mbinxehja gjithashtu riorganizon magmën në nivel mikroskopik, duke e bërë strukturën e saj të brendshme më të njëtrajtshme dhe më pak të favorshme për zhvillimin e kristaleve të reja. Këto ndryshime mund të ndikojnë si në shpejtësinë me të cilën ngrihet magma, ashtu edhe në lehtësinë me të cilën gazrat vullkanikë dalin jashtë. Së bashku, këta faktorë mund të ndikojnë fuqishëm nëse një shpërthim prodhon shatërvanë spektakolarë lave apo një çlirim më të ngadaltë të saj.
Rezultatet ofrojnë një kuptim të ri për një pyetje shkencore të kahershme: si ndikon historia e temperaturës së magmës në kristalizimin para dhe gjatë një shpërthimi.
Autorja kryesore, Dr. Barbara Bonechi, bashkëpunëtore kërkimore në Universitetin e Mançesterit, tha:
“Historia e rritjes së kristaleve dhe flluskave mund të kontrollojë në mënyrë dramatike mënyrën se si shpërthen një magmë; veçanërisht, ndërsa rriten më shumë kristale, ato përfundimisht kanë një ndikim të madh në viskozitetin e magmës. Deri tani, nuk e kemi kuptuar plotësisht dinamikën e rritjes së kristaleve për magmat që kanë marrë një injektim mbinxehjeje pak para ngjitjes. Por, duke përdorur enën tonë të re dhe emocionuese të presionit, transparente ndaj rrezeve X, të kombinuar me mikrotomografinë me rreze X të sinkrotronit, ne mund t’i vëzhgojmë realisht këto procese ‘in situ’.”
Rikrijimi i kushteve vullkanike në laborator
Për të hetuar këtë proces, studiuesit rikrijuan kushtet që gjenden brenda një vullkani duke përdorur magmë të mbledhur nga shpërthimi i Tajogaites. Kjo magmë mund të ketë qenë e mbinxehur para shpërthimit dhe gjatë ngjitjes së saj përmes kores së Tokës.
Në Diamond Light Source, ekipi përdori mikrotomografinë me rreze X të sinkrotronit për të vëzhguar formimin e kristaleve brenda magmës në kohë reale. Ata gjithashtu kryen eksperimente plotësuese jashtë vendit (ex situ) në Pragë, të cilat bënë të mundur vëzhgimin e mostrave për periudha më të gjata.
Së bashku, eksperimentet u lejuan shkencëtarëve të ndiqnin procesin e kristalizimit nën kushte të kontrolluara me kujdes të nxehtësisë dhe presionit të lartë.
Rritja e kristaleve u vonua për më shumë se tetë orë
Dallimi midis mostrave ishte i dukshëm. Magma që nuk ishte mbinxehur filloi të formonte kristale pas rreth 20 minutash.
Në krahasim, mbinxehja e fortë pengoi formimin e kristaleve për më shumë se tetë orë.
Studiuesit përdorën këto vonesa të matshme eksperimentalisht në formimin e bërthamave të kristaleve në modele numerike të ngjitjes së magmës. Këto simulime u krijuan për të treguar se si magma lëviz dhe ndryshon ndërsa ngjitet përmes kores së Tokës.
Si mund ta ndryshojë nxehtësia një shpërthim
Modelet treguan se një vonesë e gjatë në kristalizim mund ta mbajë magmën relativisht të lëngshme, duke e lejuar atë të ngrihet me shpejtësi drejt sipërfaqes. Kjo magmë me lëvizje të shpejtë mund të ndihmojë në krijimin e shatërvanëve spektakolarë të lavës.
Kur kristalet fillojnë të formohen më herët, megjithatë, magma bëhet më e trashë dhe më viskoze. Ajo ngrihet më ngadalë, duke u dhënë gazrave vullkanikë më shumë kohë për të dalë dhe duke e bërë më të mundshëm një shpërthim më të qetë dhe rrjedhës.
Studiuesit thonë se ky rol i sapozbuluar i mbinxehjes mund t’i ndihmojë vullkanologët të interpretojnë më mirë të dhënat e monitorimit dhe të përmirësojnë parashikimet e sjelljes së shpërthimeve.
Bashkautoria, Dr. Margherita Polacci, pedagoge e lartë në vullkanologji në Universitetin e Mançesterit, tha:
“Modelet aktuale të rrezikut vullkanik zakonisht përqendrohen në përbërjen kimike të magmës, përmbajtjen e gazrave dhe ndryshimet e presionit. Ky studim sugjeron se historia termike para shpërthimit dhe kinetika e kristalizimit mund të luajnë gjithashtu një rol të rëndësishëm në kontrollimin e ngjitjes së magmës dhe sjelljes së shpërthimit, me pasoja për vlerësimin e rrezikut vullkanik.”
