Etna står i sentrum for en ny studie som belyser hvordan vulkanen kan gi opphav til voldsomme eksplosive utbrudd drevet av svært forskjellige mekanismer. Tidspunktet og måten disse utbruddene oppstår på er betydelig påvirket av innholdet i vann og karbondioksid. Å forstå hvilken av de to komponentene som er dominerende i et gitt øyeblikk er viktig for bedre vurdere vulkansk risiko. Studien, publisert i tidsskriftet Geokjemi, Geofysikk, Geosystemer av et team av amerikanske forskere ledet av Cornell University i New York, er basert på analyse av prøver tatt fra vulkanen med svært avanserte teknikker.
Rollen til gasser i eksplosive utbrudd
Den samme vulkanen kan gi opphav til svært forskjellige utbrudd over tid. Dette er tilfellet med Etna, den mest aktive vulkanen i Europa, som har begge utbrudd overstrømmendemed basaltiske lavastrømmer, heller eksplosivmed lavafontener og gass- og askeutslipp. Eksplosiviteten til et utbrudd bestemmes av tilstedeværelsen av silika-rik magma og derfor veldig tyktflytende og fra en høyt gassinnhold inne i den. Den tyktflytende magmaen flyter med vanskeligheter og danner ofte en «propp» som størkner i den vulkanske ventilen og blokkerer den. Gassene i denne typen magma frigjøres ikke lett, men akkumuleres og danner store bobler som øker trykket i magmaen under den faste hindringen. Når trykket overstiger motstanden til blokken over, frigjøres gassene plutselig i en eksplosjon, og trekker fragmenter av magma og stein. Lenge trodde man det vann var hovedmotoren av eksplosive utbrudd, men det har nylig blitt oppdaget at karbondioksid også kan spille en avgjørende rolle.
Utbruddet 122 f.Kr.: hva forskere oppdaget
Forskerne samlet inn prøver på Etna og brukte deretter en avansert teknikk i laboratoriet for å analysere små bobler fanget i mineralkrystaller som ble dannet i magmaen som ble frigjort under utbruddene. Ved å måle tettheten av karbondioksid i disse små boblene var de i stand til å spore trykk og deretter til dybden der magmaen ble funnet før utbruddet. Takket være denne teknikken var det mulig å få viktig informasjon omEtna utbrudd 122 f.Krblant de mest voldelige som vulkanen ga opphav til, som delvis var overstrømmende og delvis Plinian, den mest eksplosive kategorien av utbrudd. I dette tilfellet steg magmaen sakte fra en dybde på 22 km, stoppet opp i uker mellom 2 og 5 km, slapp sakte ut gasser, og rømte deretter til overflaten i en eksplosjon. Det har forskerne sammenlignet dette utbruddet med et for 4000 år sidender magmaen steg veldig raskt fra 24-30 km dyp, presset av en mye høyere konsentrasjon av karbondioksidbryter ut i løpet av timer. Disse to voldsomme utbruddene hadde derfor veldig forskjellig dynamikk diktert av det respektive innholdet i de to komponentene. Over en viss konsentrasjon av karbondioksid bryter magma ut raskt opp fra store dyp, mens når vann råder, foregår prosessen sakte på overfladiske nivåer.
Studiens betydning i risikoforebygging
Etna er et ideelt laboratorium for å studere mekanismene til utbrudd siden det er en av få vulkaner i verden der vann og karbondioksid konkurrerer i å kontrollere eksplosiviteten. Vanligvis råder imidlertid enten vann, som skjer med vulkaner nær subduksjonssoner, eller karbondioksid, som skjer med oseaniske øyer. Å forstå hvilken komponent mellom vann og karbondioksid som dominerer på et gitt tidspunkt lar oss utarbeide en mye mer nøyaktig risikovurdering. Teknikken som brukes på Etnas magmas vil også bli brukt for andre vulkaner i Chile, Hawaii og andre områder av planeten.
