Des éruptions volcaniques telles que celle du mont St. Helens en 1980 montrent l'explosivité du magma se déplaçant à travers la croûte terrestre. Maintenant, les géologues sont enthousiasmés par ce que les corps granitiques soulevés tels que El Capitan de Yosemite disent à propos du magma qui gèle avant de pouvoir éclater à la surface.

Ces structures de granit, appelées intrusions magmatiques, se forment progressivement au fil du temps par de petites impulsions de magma qui se refroidissent et se cristallisent à 5 à 20 kilomètres (3 à 12 miles) sous terre. Beaucoup sont soulevés et exposés par l'érosion. Ils contiennent également l'histoire des injections de magma qui ont eu lieu il y a des dizaines à des centaines de millions d'années, dit Leif Karlstrom de l'Université de l'Oregon.

Dans un article mis en ligne le 10 juillet par la revue Géosciences de la nature , une équipe de recherche de trois membres dirigée par Karlstrom a dévoilé un nouveau cadre pour comprendre ce que la configuration des volcans observés à la surface implique sur la structure des systèmes de plomberie du magma souterrain. Environ 50 à 90 pour cent du magma, Karlström a dit, ne traverse pas la croûte.

"Les paysages granitiques de la vallée de Yosemite en Californie et des North Cascades sont emblématiques, d'énormes falaises avec de la roche exposée, " dit-il. " Si vous regardez de plus près, la structure de ce paysage montre toutes sortes de corps intrusifs qui enregistrent différentes impulsions de magma entrant dans la croûte. Nos découvertes vous permettront, espérons-le, de regarder El Capitan et de lui donner un sens d'une nouvelle manière."

Dans la recherche financée par la National Science Foundation, Karlström, Scott R. Paterson de l'Université de Californie du Sud et A. Mark Jellinek de l'Université de la Colombie-Britannique ont examiné plus d'une décennie de mesures de la distribution des tailles d'intrusions de roches ignées dans la Cordillère nord-américaine.

Le magma s'élève dans les régions volcaniques actives dans des endroits tels que les Cascades, Hawaï et l'Islande, Karlström a dit, se présente souvent comme étroite, intrusions en nappe communément appelées digues et seuils. Cela se produit comme un processus de fissuration dans les roches crustales fragiles. Sur de longues périodes, cependant, le processus change.

Ces changements font partie d'une transition vers une « cascade d'énergie inverse, " dans lequel les injections de magma montantes se coincent et perdent de l'énergie, disent les chercheurs.

Le magma se mélange et fusionne avec les roches environnantes en se refroidissant et en se cristallisant. La chaleur perdue par les injections répétées de magma continue de chauffer les roches crustales, bâtiment et les complexes intrusifs granitiques en expansion formés par le magma gelé dans une couche visqueuse, plutôt que cassant, manière. Les structures résultantes sont visibles aujourd'hui là où les formations sont exposées.

"Cet acte de déverser de la chaleur dans la croûte au fil du temps modifie la nature de la réponse mécanique aux injections de magma, " a déclaré Karlstrom. " La croûte terrestre est un filtre pour les fontes ascendantes. Vous avez du magma qui est généré au plus profond de la terre, et d'une manière ou d'une autre, il arrive à la surface en transportant de la chaleur et des substances volatiles, comme le dioxyde de carbone. Cela se produit à travers le système de transport du magma crustal."

Étudier les processus derrière les injections de magma sur de longues échelles de temps, il a dit, aide à mieux comprendre les volcans, leurs impacts sur le climat mondial et où de grands volcans sont susceptibles de se produire.

"Cet article touche à l'un des principaux problèmes de recherche actuels en volcanologie, ", a déclaré Karlstrom. "Nous sommes en mesure de faire une déclaration forte sur le lien entre le magmatisme intrusif profond et l'expression de surface du volcanisme. Nous pensons que ce que nous avons trouvé fournit un cadre pour comprendre d'autres types de problèmes liés au magmatisme sur Terre et sur d'autres planètes."