Die Quelle des aktivsten Vulkans der Welt könnte endlich bestimmt werden

Der Vulkan Kīlauea auf Hawaii gilt als der aktivste Vulkan der Welt, aber wir wissen immer noch nicht genau, wie er entstanden ist.

Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der ursprüngliche Uterus des Magmas mehr als 90 Kilometer unterhalb des Hot Spots liegt. Während frühere Studien zwei flache Magmakammern unter Kīlauea gefunden haben, waren sie nicht groß genug, um all das flüssige Gestein zu erklären, das von diesem Vulkan ausgespuckt wurde.

Eine größere Kammer, etwa 11 Kilometer tief, wurde 2014 durch seismische Wellen entdeckt, aber es scheint jetzt, dass die ursprüngliche Magmakammer in größerer Tiefe liegt.

Eine neue Analyse zerbrochener Fragmente uralten magmatischen Gesteins, die von der Südostseite der Big Island ausgebaggert wurden, zeigt, dass Kīlauea aus einem etwa 100 Kilometer tiefen Körper aus vulkanischem Material entstanden ist.

Irgendwann vor 210.000 bis 280.000 Jahren bewegte sich die pazifische tektonische Platte und eine Magmawolke stieß nach oben ins Meer. Als die heiße Flüssigkeit der Röhren abkühlte und sich verfestigte, bildete sie einen großen “Schild”, der vor etwa 100.000 Jahren durch die Wellen explodierte.

So entstand Kīlauea, aber das ursprüngliche Gestein, das von diesem Hot Spot ausgeworfen wurde, ist sehr schwer zu finden, da es unter vielen Schichten neuerer Lava begraben ist. Die in der aktuellen Studie ausgebaggerten Eruptivgesteine ​​bieten einen beispiellosen Einblick in die tiefe und ferne Vergangenheit des Vulkans.

Früher wurde angenommen, dass sich der Vulkan Kīlauea aus festem Gestein gebildet hat, das teilweise durch die Hitze des Hot Spots geschmolzen ist.

Die neue Forschung fand jedoch keine Beweise für diese Hypothese. Es wurde festgestellt, dass die gesammelten Steine ​​eine Reihe von Seltenerdelementen enthalten, von denen Modelle zeigen, dass sie nur auf eine bestimmte Weise gebildet werden können.

Anstatt teilweise zu schmelzen, scheint der Kīlauea-Vulkan ursprünglich durch teilweise Kristallisation entstanden zu sein. Dieser Begriff beschreibt die Bildung von Kristallen in tiefen Magmabecken, die später nicht mit der restlichen Schmelze reagieren.

„Wir haben die Zusammensetzung dieser Proben durch experimentelle Arbeiten untersucht, die das Schmelzen von künstlichem Gestein bei hohen Temperaturen (> 1100 ° C) und Drücken (> 3 GPa) und die Verwendung einer neuartigen Methode zur Modellierung der Konzentrationen von Seltenerdelementen umfassten, erklärt der Hauptautor , Geologin Laura Miller von der Monash University in Australien.

“Wir fanden heraus, dass die Proben nur durch Granatkristallisation und -entfernung (Mikrokristallisation) gebildet werden konnten.”

Achat ist ein Kristall, der entstehen kann, wenn Magma hohen Drücken und Temperaturen mehr als 90 Kilometer unter der Erdkruste ausgesetzt wird. Die Tatsache, dass es existiert, um die Felsformation von Kīlauea zu erklären, weist darauf hin, dass der ursprüngliche Ausbruch aus ähnlichen Tiefen kam.

Oder vielleicht tiefer. Experimente zeigen, dass Granat in Tiefen von bis zu 150 Kilometern unter der Erdkruste kristallisieren kann.

Die ursprüngliche Quelle der Hawaii-Inseln ist vielleicht nicht so tief, aber die neuen Funde deuten darauf hin, dass die Leitungen von Kīlauea nicht so oberflächlich sind, wie wir einst dachten.

“Dies stellt die derzeitige Ansicht in Frage, dass die teilweise Kristallisation nur ein flacher Prozess ist, und legt nahe, dass die Entwicklung einer tiefen Magmakammer (> 90 km) ein wichtiges frühes Stadium in der Geburt des hawaiianischen Vulkans ist”, sagt Miller.

Andere Vulkane anderswo auf der Welt, wie der Vesuv, zeigen Zeiten der Kristallbildung, die auf das Vorhandensein von „langlebigen, tief verwurzelten“ Magma-Reservoiren hinweisen, die sich unter der Oberfläche verstecken. Die ursprüngliche Magmakammer bei Kīlauea scheint jedoch viel tiefer zu sein als die meisten anderen.

Warum das so ist, bleibt bis heute ein Rätsel.

Die Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation.

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