Dünyanın Çekirdeğine Her Seferde Bir Lav Kepçesiyle Yaklaşmak

Yüzyıllar sonra ilk kez bir yanardağ patladığında ne yaparsınız?

İzlanda’nın güney yarımadasında, Fagradalsfjall yanardağı 781 yıllık bir uykunun ardından 2021’de patladığında birçok insan için cevap fotoğraf çekmekti. Patlama altı ay boyunca devam ederken, turistler ve yerli halk daha fazlasını almak için yanardağa yaklaştı. Siyah bir piramitten fırlayan kırmızı patlamalar; alevin viskoz sürünmesi.

Ancak bu belgeler yalnızca şu ana kadar gitti. Bazı bilim adamları, ışığın ulaşmadığı, kilometrelerce derinlikte, yüzeyin altında neler olup bittiğini bilmek istedi. Orada, akan kaya, uzmanların hala tarif edemediği şekillerde çalışıyor. Böylece patlamanın ilk gününde bir helikopter sahaya uçtu ve bir miktar lav aldı. Bazı numuneler laboratuvarlara dağıtıldı ve testten sonra beklenmedik sonuçlar geri gönderildi: Lav kristallerle doluydu.

Son zamanlarda, Fagradalsfjall patlaması boyunca toplanan benzer örneklerin yardımıyla, okyanus yanardağının yüzeyinin altındaki dinamikleri karakterize etmeye yönelik adımlar atıldı. Haziran ayında Nature Communications dergisinde yayınlanan bir makalede, altı aylık bir süre boyunca toplanan lav kristali örneklerinin kimyasal bileşimini gözlemleyen araştırmacılar, bunların mantonun farklı bölümlerinden çok çeşitli malzeme içerdiğini buldu. yerkabuğu ve çekirdeği. Bu tür bir varyasyon beklenmedikti ve volkanik patlamalara neyin katkıda bulunduğuna dair daha canlı bir tablo çizdi.

İsveç’teki Uppsala Üniversitesi’nden bir volkanolog olan Frances Deegan, “Şu anda mantoda bulabileceğimiz farklı kompozisyon türlerinin gerçekten ayrıntılı bir kaydına sahibiz ve çok heterojen, çok değişken olmalı” dedi. kağıttan.

Bileşimsel olarak, Fagradalsfjall lav ilkeldi, yani derin bir magma rezervuarından veya yerkabuğundaki sığ bir rezervuardan değil, yeraltı lavından geldi. Bunu fark eden İzlanda Üniversitesi’nden bir jeokimyacı olan Ed Marshall da dahil olmak üzere araştırmacılar, lavlar havalandırma deliklerinden fışkırmaya devam ederken daha fazla örnek toplamak için hızla koştular. Dr. Marshall, “Saatlerce çalışıyorduk – uyuyorsunuz ve yanardağ hala patlıyor ve ‘Oraya geri dönmeliyim’ diyorsunuz” dedi. “Ama bu tür şeylerin ne kadar nadir olduğunu tarif etmek zor.”

Fagradalsfjall, Avrasya ve Kuzey Amerika tektonik plakaları arasındaki bir sınır boyunca fay hatlarının birleştiği yerde bulunur; bu, her ikisinin de birbirinden ayrıldığı ve birbirine sürtündüğü bir noktadır. Jeolojik kayıtlar, bölgede yaklaşık her bin yılda bir periyodik volkanik aktivite olduğunu ve bu en son çatlaktan önce bir yıldan fazla deprem olduğunu göstermektedir. İzlanda GeoSurvey’in direktörü Olafur Flovenz, yakın zamanda meslektaşlarıyla birlikte, bu aktivitenin kabukta biriken bir magma kütlesinden değil, manto ve kabuk arasında daha derin magma havuzu tarafından salınan karbondioksitten kaynaklandığını öne süren bir makale yayınladı. Mohorovicic süreksizliği veya moho olarak adlandırılan bölge.

Genellikle, çok sayıda küçük magma akışı birbirine karıştığında volkanik patlamalar meydana gelir. Dr. Marshall, “Bu karıştırma süreci önemli bir jeolojik süreçtir, ancak hiçbir zaman doğrudan gözlemlenmedi” dedi. Yüzeyin çok derinlerinde meydana gelir ve magma kabuğun içinden yukarı doğru hareket ederken bireysel akışların kimyasal imzalarının çoğu kaybolur. Ancak 2021’de Fagradalsfjall patladığında, yüzeye çıkan erimiş kaya ve kristaller doğrudan moho’dan geldi. Dr. Flovenz, “Aşağı yukarı ilk kez, lavın doğrudan manto kaynağından püskürdüğü okyanus kabuğumuzda aktif bir patlamaya bakıyoruz” dedi.

Diğer okyanus volkanlarıyla karşılaştırıldığında, Fagradalsfjall’ın havalandırma deliklerine erişmek nispeten kolaydı ve 2021 patlaması oldukça uysaldı. Her iki makaleye de katkıda bulunmayan ancak İzlanda Üniversitesi’ndeki bir grup işbirlikçiyle aynı konuda yakında çıkacak bir makalesi olan Dr. Marshall gibi araştırmacılar, bu çalışmaların esasen mantoya ulaşabileceğini ve aksi takdirde gizli dinamik süreçleri yakalayabileceğini söylüyorlar. şişedeki şimşek gibi.”

Oregon Üniversitesi’nde jeokimyacı olan Dr. Deegan ve iş arkadaşı Ilya Bindeman, lavları analiz etmek için Fagradalsfjall’daki diğer araştırmacılarla birlikte çalıştı. Sadece kimyasalların zaman içinde inanılmaz derecede değiştiğini değil, patlamada mantonun birçok farklı bölümünün birleştiğini, aynı zamanda oksijen izotoplarının bu örneklerde neredeyse aynı olduğunu öne sürdüler. Bu, İzlanda’nın genellikle volkanik kayalarda bulunan bir izotop olan gizemli bir şekilde düşük oksijen-18 seviyelerinin kaynağına ilişkin uzun süredir devam eden bir teknik araştırmaya katkıda bulunuyor. Dr. Bindeman, bilim adamlarının yarım yüzyıldan fazla bir süredir bunun mantodaki izotop eksikliğine bağlanıp bağlanamayacağını tartıştığını söyledi. “Tükenmenin başka bir yerde olduğunu gördük” dedi.

Marshall ve meslektaşları, en son makalede yapılmamış olan magma rezervuarlarındaki karıştırma ve erime işlemlerini tanımlamak için lav örneklerini de kullanıyorlar.

1973’te İzlanda volkanlarını incelemeye başlayan Dr. Flovenz, “Bunlar çok heyecan verici zamanlar” dedi. “Bu yarımadadaki bu kargaşayı ve patlamaları göreceğime dair hiç umudum yoktu. Bu, yerbilimleri topluluğu için son derece ilginç oldu. ”

Dr. Marshall, “Bu, alanımız için kesinlikle harika bir patlama” dedi ve “uzun süre üzerinde çalışılacak şeylerden biri.”