Magmas com mais de 20% de cristais tendem a formar redes conectadas que canalizam o gás. A imagem à direita mostra o magma com 33,1 por cento de cristais. Os cristais estão canalizando as bolhas de gás, mostrado em verde e azul. A imagem à esquerda não contém cristais suficientes para canalizar o gás. Crédito:Imagem cortesia de Amanda Lindoo
Os pesquisadores de Fairbanks da Universidade do Alasca descobriram que os vulcões têm uma maneira única de lidar com a pressão - por meio de cristais.
De acordo com um novo estudo publicado no Journal of Geology , uma rede de cristais microscópicos pode diminuir a pressão interna do magma ascendente e reduzir a explosão das erupções.
Os cristais podem se formar na rocha fundida ascendente em apenas 18 minutos. Se o magma se tornar mais de 20 por cento de cristais, eles podem agir como grades de proteção que canalizam o gás para possíveis rachaduras dentro do vulcão ou para a abertura na superfície da Terra.
"O problema é quando o gás não consegue sair, "disse Amanda Lindoo, autor principal e aluno de doutorado em geociências da UAF. "Isso causa um aumento de pressão que pode levar a erupções muito explosivas que lançam plumas de cinzas. Os cristais podem aliviar isso."
Co-autora Jessica Larsen, um vulcanologista do UAF Geophysical Institute, disse que as descobertas desafiam a suposição predominante de que a quantidade de sílica no magma é o principal impulsionador do escape de gás.
A regra prática usual, ela disse, é que magmas com muita sílica são lentos, o que pode dificultar o escape do gás. Embora os cientistas saibam que esses magmas tendem a formar menos cristais, ela disse que não há muita pesquisa focada no papel do cristal nas erupções.
A estudante de doutorado Amanda Lindoo, da University of Alaska Fairbanks, puxa uma haste contendo um instantâneo de magma de uma fornalha no laboratório de petrologia experimental sob o olhar atento da Professora Assistente de Pesquisa Jessica Larsen. O aparelho permite aos cientistas tirar fotos de processos dentro do magma em temperaturas e pressões específicas. Crédito:UAF Todd Paris
Vulcões nas Ilhas Aleutas, a cordilheira Cascade e a América Central despertaram a curiosidade de Larsen. Alguns vulcões nessas regiões têm magma consistentemente rico em sílica, enquanto outros têm magma com baixo teor de sílica.
"Se você seguir a regra prática, então os vulcões com magma de baixo teor de sílica não devem produzir produtos perigosos, erupções explosivas, "ela disse." E ainda assim eles fazem. Queríamos saber o que estava balançando o pêndulo, porque é importante compreender os perigos das erupções. "
Para estudar os cristais, Lindoo trabalhou com Larsen no Laboratório de Petrologia Experimental do Instituto Geofísico, que tem uma fornalha que pode superaquecer rochas vulcânicas até 2, 400 F e derreta-os de volta em lava derretida. Também possui bombas de pressurização, linhas de pressão e válvulas.
Lindoo criou magma a partir de materiais eruptivos das Ilhas Aleutas. Ela aplicou extrema pressão ao magma para simular pressões na Terra, mas depois reduziu a pressão para imitar a forma como o magma com baixo teor de sílica aumenta.
Esta forma alongada preta é uma bolha de gás viajando através de uma rede de cristal em magma. Os pontos rosa são cristais selecionados que afetam a forma da bolha. Crédito:Imagem cortesia de Amanda Lindoo
À medida que o magma "subia, "a água dissolvida se formou em bolhas de gás - da mesma forma que as bolhas se formam ao abrir uma garrafa de refrigerante pressurizado. Os cristais também cresceram na parte fundida. Lindoo então comparou as amostras de laboratório com as retiradas de explosões vulcânicas e encontrou padrões de redes de cristal canalizando gás onde a formação de cristais estava alto.
Larsen disse temperatura, a quantidade de água no magma e a velocidade de ascensão do magma desempenham um papel na formação do cristal.
"Por um tempo nós entendemos como os cristais se formam, "disse Larsen." Mas não sabíamos quão profundamente os cristais influenciavam o escape de gás. "
Larsen disse que vai continuar a pesquisa, mas a próxima fase examinará como os diferentes tamanhos e formas de cristais influenciam o escape de gás.
A Ilha Kasatochi nas Ilhas Aleutas foi formada por um vulcão. Pesquisadores da University of Alaska Fairbanks estão estudando transições em estilos de erupção em vulcões como este. Crédito:fotografia cortesia de Burke Mees
