Hawaiis Kilauea-Vulkan. (Justinreznick/Getty Images) Der Kīlauea-Vulkan auf Hawaii gilt als der aktivste Vulkan der Welt, und dennoch wissen wir immer noch nicht genau, wie er entstanden ist.
Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der ursprüngliche Magmaschoß mehr als 90 Kilometer unter dem Hotspot liegt. Während vorher Studien haben zwei flache Magmakammern unter Kīlauea gefunden. Sie waren nicht groß genug, um das gesamte flüssige Gestein zu erklären, das dieser Vulkan ausspuckt.
Eine größere Kammer, etwa 11 Kilometer tief (das sind 6,8 Meilen) wurde 2014 mithilfe seismischer Wellen entdeckt, und doch scheint es, dass die ursprüngliche Magmakammer noch tiefer liegt.
Eine neue Analyse zerbrochener Fragmente alten Vulkangesteins, die an der südöstlichen Flanke der Big Island ausgebaggert wurden, legt nahe, dass Kīlauea aus einem fast 100 Kilometer tiefen Becken pyroklastischen Materials entstanden ist.
Irgendwann dazwischen Vor 210.000 und 280.000 Jahren , verschob sich die pazifische tektonische Platte und eine Magmawolke schoss nach oben ins Meer. Als die kochend heiße Flüssigkeit abkühlte und sich verfestigte, bildete sie einen großen „ Schild ', die durch die Wellen brachen vor etwa 100.000 Jahren .
So entstand Kīlauea, aber die ursprünglichen Gesteine, die von diesem Hotspot ausgeworfen wurden, sind unglaublich schwer zu finden, da sie unter zahlreichen Schichten neuerer Lava begraben liegen. Das in der aktuellen Studie ausgebaggerte magmatische Gestein bietet einen beispiellosen Einblick in die tiefe und ferne Vergangenheit des Vulkans.
Früher glaubte man, der Vulkan Kīlauea sei durch festes Gestein entstanden teilweise schmelzend von der Hitze des Hotspots.
Die neue Forschung findet jedoch keine Beweise, die diese Hypothese stützen. Es wurde festgestellt, dass die gesammelten Gesteine eine Reihe von Seltenerdelementen enthielten, die laut Modellen nur auf eine bestimmte Art und Weise gebildet werden konnten.
Anstatt teilweise zu schmelzen, scheint der Vulkan Kīlauea ursprünglich durch ihn entstanden zu sein fraktionierte Kristallisation . Diese Bezeichnung beschreibt die Entstehung von Kristallen in tiefen Magmabecken, die später nicht mit der Restschmelze reagieren.
„Wir haben die Bildung dieser Proben durch experimentelle Arbeiten untersucht, bei denen synthetische Gesteine bei hohen Temperaturen (> 1.100 °C) und Drücken (> 3 GPa) geschmolzen wurden, und indem wir eine neue Methode zur Modellierung ihrer Seltenerdelementkonzentrationen verwendeten.“ erklärt Hauptautorin, Geologin Laura Miller von der Monash University in Australien.
„Wir fanden heraus, dass die Proben nur durch Kristallisation und Entfernung (fraktionierte Kristallisation) von Granat gebildet werden konnten.“
Granat ist ein Kristall, der entstehen kann, wenn Magma mehr als 90 Kilometer unter der Erdkruste hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt ist. Die Tatsache, dass sein Vorhandensein erforderlich ist, um die Zusammensetzung der Gesteine von Kīlauea zu erklären, legt nahe, dass der ursprüngliche Ausbruch aus ähnlichen Tiefen erfolgte.
Oder möglicherweise sogar noch 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 Erkenntnisse deuten darauf hin, dass die Wasserleitungen von Kīlauea bei weitem nicht so oberflächlich sind, wie wir einst dachten.
„Dies stellt die derzeitige Ansicht in Frage, dass die fraktionierte Kristallisation lediglich ein oberflächlicher Prozess ist, und legt nahe, dass die Entwicklung einer tiefen (> 90 km) Magmakammer ein wichtiges Frühstadium bei der Entstehung eines hawaiianischen Vulkans ist.“ sagt Miller .
Andere Vulkane anderswo auf der Welt, wie der Vesuv, weisen ebenfalls Kristallbildungszeiten auf, die darauf hindeuten, dass „ langlebig tief verwurzelt 'Magma-Reservoirs, die sich unter der Oberfläche verstecken. Dennoch scheint die ursprüngliche Magmakammer von Kīlauea viel tiefer zu sein als die meisten anderen.
Warum das so ist, bleibt vorerst ein Rätsel.
Die Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation .