کشف معمای چگونگی فوران ابرآتشفشان‌ها

ایسنا نوشت:

آزمایشات محققان در مرکز «تابش سنکروتون اروپا» (ESRF) واقع در گرونوبل نشان می‌دهد، حجم ماگمای مایع در این ابرآتشفشان‌ها برای رخداد یک فوران عظیم فاجعه‌آمیز کفایت می‌کند.

محققان موسسه ETH در زوریخ معتقدند شبیه‌سازی گرما و فشار شدید در درون این غول‌های خفته می‌تواند در پیش‌بینی یک فاجعه آتی کمک کند. بنابراین، یک ابرآتشفشان می‌تواند فقط به دلیل اندازه بزرگش و زمانی که مواد درون آن به اندازه کافی ذوب شوند، منفجر شود.

حدود 20 ابرآتشفشان بر روی زمین وجود دارند که از آن میان می‌توان به «دریاچه توبا» در اندونزی و «دریاچه تاوپو» در نیوزیلند اشاره کرد.

ابرفوران‌ها به ندرت و به طور میانگین حدود هر 100 هزار سال یک بار رخ می‌دهند، اما در صورت رخداد، این پدیده‌ها دارای اثرات مخربی بر آب و هوا و زیست‌بوم زمین هستند.

زمانی که یک ابرآتشفشان حدود 600 هزار سال پیش در آنچه امروز «پارک ملی یلوستون» آمریکا خوانده می‌شود، فوران کرد، بیش از 1000 کیلومتر مکعب خاکستر و مواد مذاب را به جو گسیل داشت؛ این میزان برای دفن یک شهر بزرگ تا عمق چندکیلومتری کفایت می‌کند.

چنین فورانی 100 برابر بزرگ‌تر از فوران کوه پیناتوبو در فیلیپین در سال 1992 بود.

دانشمندان پیش‌تر بر این باور بودند یکی از مکانیسم‌های ممکن در فوران یک ابرآتشفشان، وجود فشار فوق‌العاده در اتاقک ماگما است که با تفاوت بین ماگمای ذوب‌شده کمتر متراکم و صخره متراکم‌تر احاطه‌کننده آن تولید می‌شود. اما این که آیا چنین اثری به تنهایی برای بروز یک ابرفوران کافی بود یا خیر، برای محققان مشخص نبود.

به منظور شبیه‌سازی فشار شدید و گرما در یک ابرآتشفشان، دانشمندان موسسه ETH از مرکز ESRF در گرونوبل دیدار کردند و در آزمایشاتشان در این سازمان از یک ایستگاه آزمایشی به نام «خط پرتو فشار بالا» استفاده کردند.

آن‌ها ماگمای مصنوعی را در یک کپسول الماس قرار دادند و اشعه‌های ایکس با انرژی بالا را در درون آن شلیک کردند تا بتوانند تغییرات این ترکیب برای رسیدن به فشارهای بالا را مطالعه کنند.

با اندازه‌گیری تفاوت تراکم از فاز جامد به ماگمای مایع، می‌توان فشار موردنیاز برای تحریک یک فوران آتشفشانی را محاسبه کرد.

این آزمایش نشان داد انتقال از حالت ماده جامد به مایع، فشاری را تولید می‌کند که می‌تواند در بیش از 10 کیلومتر پوسته زمین واقع در بالای اتاقک آتشفشانی ماگما، ترک ایجاد کند.

ماگمایی که در این ترک‌ها نفوذ می‌کند، به سطح زمین خواهد رسید و زمانی که ماگما بالا می‌آید، با خشونت گسترش یافته و موجب انفجار می‌شود.

در مطالعه‌ای جداگانه، تیمی به رهبری «لوکا کاریچی» از دانشگاه ژنو از یک مدل ریاضیاتی برای توضیح تفاوت‌های بین آتشفشان‌های معمولی و ابرآتشفشان‌ها استفاده کرد.

آنها نشان دادند آتشفشان‌های معمولی بیش‌فعال می‌توانند با گذر زمان به ابرآتشفشان‌های خاموش تبدیل شوند.

جزئیات این مطالعه در مجله Nature Geoscience منتشر شد.

5353