Магма имеет больше содержания воды, чем считалось ранее
Новое исследование показывает, что в глубоких магмах содержится более 10 мас.% Воды. Нам нужно разработать новую технику, чтобы проанализировать, сколько воды на самом деле присутствует в магме.
Немногие вещи на природе впечатляют и пугают одновременно. Магма - одна из тех вещей. Это расплавленный или полурасплавленный материал, из которого образуются все магматические породы.
Летучие компоненты в магме, такие как вода, приводят к взрывным извержениям вулканов. Оценка количества летучего вещества, присутствующего в магме [до извержения], является сложной задачей. И тот факт, что ученые только анализируют конечный продукт (после того, как все летучие вещества были потеряны) делает эту оценку даже трудной.
Недавно исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе представили убедительные доказательства того, что магмы могут содержать больше воды, чем предполагалось ранее. Результаты показывают, что в глубоких магмах содержится более 10 мас.% Воды.
Стандартная методика определения содержания летучих веществ в магме
Чтобы определить содержание летучих веществ в магме, ученые обычно анализируют крошечные кусочки магмы, захваченные кристаллами, извергаемыми в лаве. Анализ этих стеклообразных включений позволяет им измерить количество присутствующего водорода, который показывает, сколько водной магмы содержалось до извержения вулкана.
Этот общий метод считается точным нижним пределом для летучих компонентов в магме. Однако исследователи хотели исследовать верхний предел - то, что до сих пор не изучалось.
Искусственная Магма
Исследовательская группа синтезировала включения расплава в лаборатории, чтобы точно определить, сколько воды может содержать расплав. Они воссоздали окружающую среду (условия высокого давления и температуры), которая существует в 40 км ниже поверхности Земли.
Образец магмы затем плавили и быстро охлаждали в этой среде. Исследователи тщательно проанализировали образец, чтобы увидеть, создали ли эти эксперименты стекло. Затем они добавляли больше воды к образцу, пока он больше не мог превращаться в стакан.
Наконец, они пришли к выводу, что образцы, содержащие избыточное количество воды, не образуют стекла. Хотя такие не стекловидные включения расплава существуют под поверхностью Земли, они не подвергаются преимущественному анализу на летучие вещества. Таким образом, вы можете сказать, что большинство исследований в этой области были выборочными.
Если магмы в более глубоких слоях Земли содержат более 9 весовых процентов воды, существующие методы не смогут правильно их измерить. Поэтому нам нужна новая методика для анализа того, сколько воды на самом деле присутствует в магме.
Это исследование показывает, что анализ минералогии включений не стекловидного расплава, обнаруживаемых в быстро охлажденных средах, таких как небольшие отложения лапиллы или золы, на предмет наличия смектитов или хоритов, может использоваться для обнаружения сверхводных магм.