Verdoppeln Sie die Schwierigkeiten, die unter Hawaiis Kilauea Vulkan gefunden werden

Hawaiis große, boomende Eruptionen werden direkt unter dem Gipfel des Kilauea Vulkans geboren, bestätigt eine neue Studie.

Zwei kleine Reservoirs von geschmolzenem Gestein (Magma) füttern Kilaueas jüngste Eruptionen, nach einer Analyse chemischer Tracer aus den letzten 50 Jahren der Lavaströme. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Kilauea-Vulkan auch eine tiefere Quelle erschließt, da die flacheren Magmakammern zu klein sind, um die gesamte Lava zu berücksichtigen, die seit 1983 über die Oberfläche der Insel geströmt ist.

"Die Menge an Magma ist sehr gering", sagte Aaron Pietruszka, leitender Autor der Studie, ein Geologe aus Denver. "Man muss ständig neue Schmelze [Magma] von unten kommen lassen, denn der Vulkan selbst kann nicht alles liefern, was seit 1983 ausgebrochen ist."

Die Größe beider Magmakammern summiert sich auf weniger als einen halben Kubikkilometer geschmolzenen Gesteins, sagte Pietruszka gegenüber Live Science. Seit der aktuelle Ausbruch im Jahr 1983 begann, hat Kilauea etwa acht Mal die Menge an geschmolzenem Gestein oder etwa 4 Kubikkilometer (fast 1 Kubikmeile) Lava geraucht, sagte er. [Explosive Bilder: Hawaii Kilauea bricht seit 30 Jahren]

Pietruszka und seine Co-Autoren haben die unterirdischen Magmakammern durch Analyse von Bleiisotopen im Kilauea-Lavagestein lokalisiert. Die Isotope, bei denen es sich um Bleiatome mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen handelt, verfolgen die Geschichte der Lava, während sie vor dem Ausbruch in den Untergrund gelangte. "Blei-Isotopenverhältnisse sind wie Fingerabdrücke, die auf das Magma aufgedruckt werden, bevor es in das flache Rohrleitungssystem gelangt", sagte Pietruszka. "Wenn Sie mit dem Aufbau vieler Analysen beginnen, können Sie Muster in den Blei-Isotopenverhältnissen sehen."

Kilauea ist ein einzelner Vulkan mit zwei sehr unterschiedlichen Blei-Isotopenverhältnissen in seinen Gipfellaven, sagte Pietruszka. Lavas mit höheren Blei-Isotopenverhältnissen kommen vom Halema'uma'u-Krater, und Laven mit niedrigeren Verhältnissen sind in der Nähe des Kraterrandes ausgebrochen. (Kilauea Vulkan wird von einer tiefen Depression gekrönt, die eine Caldera genannt wird, die 1790 eine heftige vulkanische Explosion aushöhlte.)

Die verschiedenen Bleiisotope legen nahe, dass es zwei Magmaquellen unterhalb des Kilauea-Gipfels gibt. "Der einzige Weg, das zu erklären, ist, wenn es zwei isolierte, unterschiedliche Magmakörper gibt", sagte Pietruszka.

Die tiefere Quelle für Kilaueas Eruptionen, wie bei allen Vulkanen Hawaiis, ist eine Mantelwolke unter der ozeanischen Kruste, sagte er. Die Wolke ist ein Klumpen aus heißem Gestein, der aus der Tiefe der Erde aufsteigt und nun die Kruste in Brand setzt, so dass Wissenschaftler die lange Kette vulkanischer Inseln in Hawaii bilden.

Die Chemie stimmt mit geophysikalischen Vermessungen des Vulkans überein, die Magma-Kammern unter dem Kilauea-Gipfel an den gleichen Stellen identifiziert haben. "Wir nähern uns nun einem gemeinsamen Modell, wie Kilauea funktioniert und wie es unter der Oberfläche aussieht", sagte Michael Poland, ein Geologe am Hawaii Volcano Observatory, der nicht an der Studie beteiligt war.

Ein Reservoir liegt weniger als 2 km unter dem Halema'uma'u-Krater, wo 2008 ein sprudelnder Lavasee entstand. Der andere Stausee ist etwas tiefer und größer und liegt etwa 2 bis 4 Meilen (2 bis 4 km) unter dem Südrand der Caldera.

Getrennte geophysikalische Messungen legen nahe, dass die Magmakammern etwas größer sind, als durch die chemische Verfolgung angezeigt wird, wie sowohl Polen als auch Pietruszka bemerkten. Dies könnte bedeuten, dass es mehr geschmolzenes Gestein gibt, als die chemischen Analysen anzeigen. Aber viele Forscher denken jetzt, dass in vulkanischen Reservoirs wie denen unter Kilauea, der Felsen eher wie ein matschiger Brei ist, eine Mischung aus warmen Kristallen, umgeben von Magma.

"Geochemiker sehen den flüssigen Teil des Systems, und Geophysiker könnten die Bewegung von Magma und diesen heißen, verformbaren Kristallen sehen", sagte Pietruszka. "Ich denke, das erklärt die Diskrepanz zwischen den [Größen] Schätzungen."

Die Forscher veröffentlichten ihre Studie März 2015 in der Zeitschrift Earth and Planetary Science Letters.

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