Um novo estudo de pesquisa realizado por cientistas da Universidade de Liverpool forneceu novos insights sobre como a rocha derretida (magma) se move através da crosta terrestre para alimentar erupções vulcânicas.

Usando experimentos de laboratório envolvendo água, geléia e imagem a laser, os pesquisadores foram capazes de demonstrar como o magma flui através da crosta terrestre para a superfície através de fendas cheias de magma chamadas diques.

Esta nova abordagem para estudar o fluxo de magma revelou que antes de uma erupção vulcânica, havia recirculação do fluido no dique e instabilidade no fluxo, detalhes que não haviam sido documentados anteriormente.

Quase todas as erupções vulcânicas são alimentadas por diques que transportam magma de sua fonte para a superfície. Compreender como o magma viaja através desses diques para a superfície é fundamental para prever o estilo, longevidade e impacto climático das erupções vulcânicas.

Os pesquisadores criaram um modelo em escala reduzida de um sistema de encanamento vulcânico ativo usando um tanque de perspex cheio de gelatina, representando a crosta terrestre, e então injetei isso com água tingida, representando o magma.

Eles aplicaram técnicas de imagem a laser de ponta para ver o interior do modelo. Partículas traçadoras passivas adicionadas ao fluido brilhavam em uma folha de laser para permitir que o fluxo do modelo de magma fosse mapeado conforme o dique crescia.

Câmeras digitais registraram mudanças na forma do modelo do sistema de encanamento vulcânico ao longo do tempo e as mudanças na superfície da crosta foram registradas usando um scanner a laser suspenso. A luz polarizada permitiu que os padrões de tensão do subsolo que resultariam na fratura da rocha na natureza fossem observados conforme o dique crescia.

Esta nova configuração experimental permitia, pela primeira vez, a medição simultânea de fluxo de fluido, deformação sub-superficial e superficial durante a ascensão do magma por meio de fraturas preenchidas com magma.

Esta descoberta ajudará a informar a interpretação dos dados de estudos de campo e levantamentos geofísicos, o que acabará por melhorar a nossa capacidade de compreender se é provável que ocorra uma erupção.

Vulcanologista de Liverpool, Dra. Janine Kavanagh, que chefia o laboratório especializado MAGMA da Universidade, disse "Pela primeira vez, usando experimentos de laboratório inovadores que combinaram nosso conhecimento de sistemas de encanamento vulcânico com experiência em engenharia, conseguimos ver como o magma flui através da crosta terrestre para a superfície através de diques.

"Nossos experimentos, o primeiro a usar a tecnologia de imagem a laser desta forma, revelou um forte acoplamento entre os padrões de deformação da superfície e os processos de subsuperfície.

"Isso indica que são as propriedades do magma e as propriedades da rocha hospedeira que controlam como o dique sobe, que é uma descoberta totalmente nova e desafia nosso pensamento existente sobre o fluxo de magma através das rochas.

"Como nem sempre é possível prever com sucesso eventos vulcânicos devido à falta de conhecimento completo dos sinais que levam a catástrofes, estes resultados são uma descoberta importante e, em última análise, esperamos que contribuam para a nossa compreensão de onde e quando ocorrerá a próxima erupção vulcânica. "

Com mais de 800 milhões de pessoas em todo o mundo vivendo perto de um vulcão em risco de atividade eruptiva, compreender os gatilhos para erupções vulcânicas é vital para os esforços de previsão, avaliação de risco, e mitigação de risco.

O artigo 'Modelos desafiadores de ascensão de dique usando novos experimentos de laboratório:implicações para a reinterpretação de evidências de ascensão de magma e vulcanismo' é publicado no Jornal de Vulcanologia e Pesquisa Geotérmica .