Des chercheurs de l'Université d'Alaska à Fairbanks ont découvert que les volcans ont une façon unique de gérer la pression, à travers les cristaux.

Selon une nouvelle étude publiée dans le Journal de géologie , un réseau de cristaux microscopiques peut diminuer la pression interne du magma ascendant et réduire l'explosivité des éruptions.

Des cristaux peuvent se former dans la roche en fusion montante en aussi peu que 18 minutes. Si le magma devient plus de 20 pour cent de cristaux, ils peuvent agir comme des garde-corps qui canalisent le gaz vers d'éventuelles fissures à l'intérieur du volcan ou vers l'ouverture à la surface de la Terre.

"Le problème, c'est quand le gaz ne peut pas sortir, " a déclaré Amanda Lindoo, auteur principal et doctorant UAF en géosciences. "Cela provoque une accumulation de pression qui peut conduire à des éruptions très explosives qui projettent des panaches de cendres. Les cristaux peuvent atténuer cela."

Co-auteur Jessica Larsen, volcanologue à l'UAF Geophysical Institute, a déclaré que les résultats remettent en question l'hypothèse dominante selon laquelle la quantité de silice dans le magma est le principal facteur de fuite de gaz.

La règle de base habituelle, elle a dit, est que les magmas avec beaucoup de silice se déplacent lentement, ce qui peut rendre difficile la fuite de gaz. Alors que les scientifiques savent que ces magmas ont tendance à former moins de cristaux, elle a dit que peu de recherches se sont concentrées sur le rôle du cristal dans les éruptions.

Volcans des îles Aléoutiennes, la chaîne des Cascades et l'Amérique centrale ont éveillé la curiosité de Larsen. Certains volcans de ces régions ont un magma constamment riche en silice, tandis que d'autres ont un magma à faible teneur en silice.

"Si vous suivez la règle de base, alors les volcans avec du magma à faible teneur en silice ne devraient pas produire de dangereux, éruptions explosives, " dit-elle. " Et pourtant ils le font. Nous voulions savoir ce qui balançait le pendule, car il est important de comprendre les dangers des éruptions."

Pour étudier les cristaux, Lindoo a travaillé avec Larsen dans le laboratoire de pétrologie expérimentale du Geophysical Institute, qui a un four qui peut surchauffer des roches volcaniques jusqu'à 2, 400 F et les faire fondre dans la lave en fusion. Il dispose également de pompes de pressurisation, conduites de pression et vannes.

Lindoo a créé du magma à partir de matériaux éruptifs des îles Aléoutiennes. Elle a appliqué une pression extrême sur le magma pour simuler les pressions dans la Terre, mais ensuite une pression réduite pour imiter la façon dont le magma à faible teneur en silice s'élève.

Au fur et à mesure que le magma "se lève, " L'eau dissoute s'est formée en bulles de gaz - tout comme les bulles se forment lors de l'ouverture d'une bouteille de soda sous pression. Des cristaux ont également poussé dans la partie fondue. Lindoo a ensuite comparé des échantillons de laboratoire à ceux prélevés lors d'explosions volcaniques et a trouvé des modèles de réseaux cristallins canalisant le gaz où la formation de cristaux était élevé.

Larsen a dit que la température, la quantité d'eau dans le magma et la vitesse de montée du magma jouent tous un rôle dans la formation des cristaux.

"Depuis un moment, nous avons compris comment se forment les cristaux, " a déclaré Larsen. "Mais nous ne savions pas à quel point les cristaux ont influencé l'échappement de gaz."

Larsen a dit qu'elle continuerait la recherche, mais la phase suivante examinera comment les différentes tailles et formes de cristaux influencent l'échappement de gaz.