Co Naprawdę Pobudza Spektakularne Erypcje Wulkaniczne Islandii?

Ostatni epizod wulkaniczny na półwyspie Reykjanes na Islandii, który ma trwać stulecia, rozpoczął się od ogromnego nagromadzenia się magmy tuż pod powierzchnią. Takie jest odkrycie nowego badania opublikowanego w czasopiśmie Nature, przeprowadzonego przez międzynarodowy zespół naukowców ze Stanów Zjednoczonych, Szwecji i Islandii.

Nowe odkrycia sugerują, że erupcja w 2021 r. na półwyspie Reykjanes na Islandii dotyczyła magmy utworzonej ze skorupy ziemskiej, a nie bezpośrednio z płaszcza, co obala poprzednie założenia. Analizy geochemiczne wskazują na skorupowe źródło lawy, a podobne zachowania magmy obserwowano w innych niedawnych globalnych erupcjach.

Początkowo sądzono, że niedawne lawy na Półwyspie Reykjanes wybuchły bezpośrednio z płaszcza, ale dowody geochemiczne pokazują, że magma pochodzi z podziemnego topnienia skorupy ziemskiej w wyniku „pożarów Fagradalsfjall”, które rozpoczęły się w 2021 roku. Odkryli to naukowcy z międzynarodowego zespołu z University of California, Scripps Institution of Oceanography w San Diego, Department of Earth Sciences na Uniwersytecie w Uppsali i University of Iceland w Reykjaviku.

Wybuch lawy z grubego stosu lawy w pobliżu otworu Sundhnúkur w kwietniu 2024 roku. Źródło: Valentin Troll

Pobieranie próbek wyrzuconych law w regularnych odstępach czasu umożliwiło szczegółową analizę szeregów czasowych sygnałów geochemicznych. Pokazują one, że początek erupcji był zasilany przez magmę, która przez jakiś czas znajdowała się w skorupie, co stoi w sprzeczności z pierwotną hipotezą o wznoszeniu się magmy bezpośrednio z płaszcza. Wyniki zostały opublikowane przez międzynarodowy zespół badawczy 31 lipca w czasopiśmie Nature.

Zespół badawczy badał bazaltowe lawy z innych niedawnych erupcji wulkanicznych oprócz Islandii. Należą do nich erupcja wulkanu Tajogaite na wyspie La Palma na Wyspach Kanaryjskich w 2021 r. i erupcja Mauna Loa na Hawajach w 2022 r. Znaleziono podobne zbiorniki magmy pod La Palmą.

„Systematyczne pobieranie próbek lawy i późniejsza analiza zmian składu w laboratorium pomagają rozszyfrować, co zasila wulkan na głębokości” — powiedział pierwszy autor James Day, profesor nauk o Ziemi w Instytucie Oceanografii Scripps. „To trochę jak regularne pomiary czyjejś krwi. W tym przypadku „krwią” wulkanu są stopione lawy, które tak spektakularnie z niego emanują” — dodaje.

Valentin Troll, profesor petrologii na Uniwersytecie w Uppsali. Autor: Mikael Wallerstedt

Wcześniejsze badania sugerowały, że pożary Fagradalsfjall wybuchały z powierzchni bez interakcji ze skorupą. Zespół wykorzystał skład izotopowy pierwiastka osmu, aby zrozumieć, co działo się pod wulkanem. Ziemię można podzielić na szereg warstw. Najgłębszą częścią jest metaliczne jądro. Najpłytsze warstwy to atmosfera, ocean i skalista skorupa.

Wszyscy ludzie żyją na skorupie, w której dominują rodzaje skał, takie jak granit lub bazalt, takie jak te występujące w lawach Islandii. Pomiędzy rdzeniem a skorupą znajduje się rozległy płaszcz Ziemi. W tej warstwie płaszcza następuje topnienie, w wyniku którego powstają magmy zasilające wulkany, takie jak te na Islandii. Osm jest niezwykle cennym metalem, podobnie jak platyna lub pallad. Co jest niezwykłego w osmie, to to, że jeden z jego izotopów powstaje w wyniku radiogenicznego rozpadu innego cennego metalu, renu. Ponieważ pierwiastki zachowują się inaczej podczas topnienia, jeden z nich, ren, jest wzbogacony w skorupie ziemskiej, podczas gdy drugi nie.

Zespół był w stanie wykazać, że lawy z 2021 r. były zanieczyszczone przez skorupę, podczas gdy lawy z 2022 r. nie. Wnioskują, że najwcześniejsze lawy musiały gromadzić się w skorupie przed erupcją, podczas gdy późniejsze erupcje wykorzystywały istniejące wcześniej ścieżki, aby dostać się na powierzchnię.

„Wygląda na to, że „pożary” na Islandii potrwają jeszcze jakiś czas, być może lata” — powiedział Valentin Troll, profesor na Wydziale Nauk o Ziemi Uniwersytetu w Uppsali i współautor badania oraz główny autor niedawnego badania w Terra Nova, które badało system przepływu magmy w obszarze wulkanicznym Reykjanes.

Erupcje na półwyspie Reykjanes prawdopodobnie będą kontynuowane i chociaż jest to katastrofalne dla mieszkańców ewakuowanego miasta Grindavik, wydarzenia te dostarczą skarbnicy ważnych informacji naukowych na temat tego, jak powstają pola lawy i jak magma migruje z wnętrza Ziemi na powierzchnię. Aby dowiedzieć się więcej na temat tych badań, zobacz artykuł Iceland’s Fagradalsfjall Fires: Geochemical Analysis Reveals Hidden Magma Pools.