Bazaltik Volkanik Patlamalara Su Değil Karbondioksit Neden Olur
Yeryüzü bilimcileri uzun zamandır volkanik patlamaların kabukta depolanan sığ magma ile birlikte su tarafından tetiklendiğine inanıyorlardı. Ancak şimdi, Cornell Üniversitesi’nde yeni geliştirilen bir araştırma aracı sayesinde, bilim insanları gaz halindeki karbondioksitin patlayıcı püskürmeleri tetikleyebileceğini keşfettiler.
Bu yeni modele göre, bazaltik volkanlar genellikle tektonik plakaların içinde yer alıyor ve yüzeyin yaklaşık 20-30 km altında, mantonun derinliklerinde depolanan magma tarafından besleniyor.
Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde 7 Ağustos 2023 tarihinde yayınlanacak olan çalışma, Dünya’nın derin iç kısmının dinamikleri ve bileşimi hakkında daha net bir resim sunmakta ve gelişmiş volkanik tehlike planlaması için öneriler getirmektedir.
Cornell Mühendislik Üniversitesi Yer ve Atmosfer Bilimleri Bölümü’nden Profesör Charles N. Mellows şunları söyledi. Verilerimiz magmanın karbondioksit ayrışması (gazı sıvıdan ayıran işlem aşaması) eşliğinde doğrudan mantodan kabuğa doğru yüksek hızda hareket ettiğini gösteriyor.” “Bu, patlamaların nasıl meydana geldiğine dair paradigmayı tamamen değiştiriyor.” Tüm volkan modelleri patlamaların arkasındaki ana itici gücün su olduğunu varsaymıştır, ancak bu volkanlarda su büyük ölçüde önemsizdir.” ‘Magmayı dünyanın derinliklerinden getiren karbondioksittir’.
Yaklaşık dört yıl önce, Gazelle’de doktora sonrası araştırmacı olarak çalışan 22 yaşındaki Charlotte Devitre, şimdi Berkeley’deki California Üniversitesi’nde, Raman spektroskopisi (saçılan fotonların mikroskobik incelenmesi) için yüksek hassasiyetli bir karbondioksit yoğunlaştırıcı (küçük bir kapta yoğunluk ölçen bir cihaz) geliştirdi.
Doğal örnekler (volkanik patlamalardan kaynaklanan kristaller içinde hapsolmuş mikroskobik boyutta karbondioksit bakımından zengin kabarcıklar) Raman spektroskopisi ile ölçülmekte ve yeni geliştirilen yoğunluk ölçer ile nicelleştirilmektedir. Özünde, bilim insanları magmanın tarihini sağlamak için mikroskobik bir zaman kapsülü üzerinde çalışıyorlar. Bu yeni teknik, Kanarya Adaları’ndaki Las Palmas’ta 2021’de meydana gelen patlama sırasında test edilen magma rezervlerinin doğru, neredeyse gerçek zamanlı tahminleri için gereklidir. Bilim insanları ayrıca lazer ısıtmanın karbondioksit bakımından zengin kapanımlar (kristallerle kaplı) üzerindeki etkisini değerlendirmiş ve erimiş kapanımların ve kabarcıkların hacmini doğru bir şekilde değerlendirmek için bir yöntem geliştirmiştir. Doğruluğu artırmak ve kabarcıklarda karbonat kristalleri olarak hapsolmuş karbondioksiti düzgün bir şekilde hesaba katmak için deneysel bir yeniden ısıtma yöntemi de geliştirildi.
Gazelle şunları söylüyor: ‘Yöntemi geliştirmek ve ekipmanı tasarlamak, özellikle de pandeminin en yoğun olduğu dönemde oldukça zordu.
Bilim insanları bu yeni araçları kullanarak, Atlas Okyanusu’nda Senegal’in batısında Cabo Verde’deki Fogo yanardağından gelen volkanik tortuları analiz ettiler. Magnezyum ve demir silikat kristalleri ile kaplı mikro boyutlu eriyik kapanımlarında yüksek konsantrasyonlarda uçucu madde buldular. Kristallerdeki yüksek karbondioksit konsantrasyonu, magmanın Dünya’nın mantosunda, yüzeyin onlarca kilometre altında depolandığını düşündürdü.
Grup ayrıca bu sürecin volkanları besleyen derin manto kaynaklarıyla ilişkili olduğunu buldu.
Bu da Fogo volkanları gibi patlamaların manto içinde başladığını ve manto tarafından beslendiğini göstermektedir. Davidre şöyle diyor: ‘Bu magmalar son derece düşük viskoziteli ve doğrudan mantodan geliyor. Burada viskozite ve su, sığ ya da silisiklastik (silika bakımından zengin) volkanik sistemlerde olduğu gibi aynı rolü oynamaz. Bunun yerine, Fogo volkanlarında magma karbondioksit tarafından hızla yükseltilir ve muhtemelen patlayıcı davranışında önemli bir rol oynar. Bu, bazaltların patlayıcı doğasının kontrolüne ilişkin anlayışımızda büyük bir ilerlemedir.
Aynı zamanda Cornell Üniversitesi Atkinson Sürdürülebilirlik Merkezi’nde öğretim üyesi olan Gazelle, magma depolanmasının anlaşılmasının toplumun gelecekteki patlamalara en iyi şekilde hazırlanmasına yardımcı olabileceğini söylüyor.
“Derin magma depolanması volkanik tehlikeleri anlamak için önemlidir çünkü erimiş malzeme yüzeye yaklaşana kadar zemin deformasyonu nedeniyle tespit edilemez.” Patlamaların ardındaki itici güçlerin anlaşılması gerekiyor. Şu anda bu süreçleri görmenin tek yolu depremleri gözlemlemek, ancak bunlar bize tam olarak ne olduğunu söylemiyor.
Gazelle şunları söyledi: “Eğer patlamanın nerede başladığını, magmanın nerede eridiğini, nerede depolandığını ve patlamayı neyin tetiklediğini bize söyleyen doğru ölçümlere sahip olursak, gelecekteki patlamalar için daha iyi plan yapabiliriz.”
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Bazaltik Volkanik Patlamalara Su Değil Karbondioksit Neden Olur