Vulkani za koje se vjeruje da nisu opasni i da umjereno otpuštaju lavu ponekad mogu eksplozivno erumpirati bez ikakva upozorenja, poput novozelandskog vulkana na planini Tarawera u lipnju 1886. godine. Ta je erupcija uzrokovala ogromnu štetu i ljudska stradanja.
Geolozi se odavno pitaju zašto kod vulkana dolazi do tako nagle i opasne tranzicije, a čini se da je odgovor na to pitanje napokon i pronađen.
Danilo Di Genova sa Sveučilišta Bayereuth u Njemačkoj zajedno je s kolegama napravio studiju u kojoj tvrde da tu katastrofalnu promjenu kod vulkana uzrokuju kristalna zrnca poznata kao nanoliti.
Nanoliti se formiraju u rastućoj magmi i toliko su sićušni da njihova veličina iznosi tek stoti dio veličine prosječne bakterije.
Znanstvenici tvrde da nanoliti čine magmu nasilnom te da sprječavaju vulkanske plinove da se oslobađaju iz otopljenog kamena. Sve to podiže pritisak i priprema pozornicu za izrazito nasilnu erupciju vulkana.
Koristeći elektronski mikroskop i spektroskopske alate, Di Genova i njegov tim pronašli su nanolite u pepelu aktivnih vulkana, uključujući Etnu u Italiji te Tamboru u Indoneziji.
Proučavali su kako se nanoliti formiraju u više tekućem tipu magme koja se pretvara u bazalt jednom kad se ohladi. Magma s tako niskim viskozitetom obično omogućuje vulkanskim plinovima da se oslobode bez većih problema, što dovodi do nesmetanih tokova lave.
Znanstvenici su nanolite proizveli u laboratoriju tako što su otopili bazalt te ga brzo hladili. Upravo taj proces brzog hlađenja je i najbitniji jer tijekom erupcije magma gubi toplinu kako se podiže do vulkanskog okna. Studija je otkrila da će se nanoliti formirati isključivo ako je razina gubitka topline točno odgovarajuća, pojasnio je Di Genova.
Magma je multikomponentki sustav, koji uglavnom čine silicij i kisik. U njoj ima i drugih elemenata poput aluminija, kalcija i željeza, a željezo je, čini se, najbitniji element u formiranju nanolita, ističe.
Većina nanolita su kristali željeznog oksida s tragovima aluminija. S obzirom na to da se željezo pronalazi u svim magmama, takvi se kristali mogu formirati u bilo kojem tipu magme.
Di Genovin tim nakon toga je proizveo i umjetnu magmu kako bi pokazao da nanoliti povećavaju njezin viskozitet. Za to su koristili silicijsko ulje, koje na sobnoj temperaturi ima jednak viskozitet kao bazaltna magma tijekom erupcije. U to su dodali staklene kuglice kako bi oponašali nanolite oblikom i veličinom. Otkrili su da čak i pri maloj koncentraciji nanočestice imaju tendenciju nakupljati se i ometati slobodan tok tekućine.
Kod pravog vulkana taj nagli porast viskoziteta kod magme zarobljava mjehure plina od oslobađanja u atmosferu i s vremenom se stvori dovoljno pritiska da se izbacuju ogromne količine magme odjednom, a ne više u konstantnom i mirnom toku prema van. Rezultat je, naravno, velika eksplozija.
Bit će važno i izazovno dokučiti kako ugraditi ovu informaciju u buduće vulkanske modele, kaže neovisni stručnjak, geolog Einat Lev sa Sveučilišta Columbia.
Izvor: Scientific American
