Hawaii'deki Kīlauea yanardağının dünyanın en aktif yanardağı olduğu söyleniyor, ancak hala nasıl doğduğunu gerçekten bilmiyoruz.
Önceki çalışmalar Kīlauea'nın altında iki sığ magma odası bulmuş olsa da, bunlar bu yanardağın püskürttüğü tüm sıvı kayayı açıklayacak kadar büyük değildi.
2014 yılında sismik dalgalar kullanılarak yaklaşık 11 kilometre derinliğinde daha büyük bir oda tespit edildi ve şimdi bu sayede orijinal magma odasının daha da derinde olduğu görülüyor.
Büyük Ada'nın güneydoğu kanadından taranan eski volkanik kaya parçalarının yeni bir analizi, Kīlauea'nın 100 kilometre derinliğe yakın bir piroklastik malzeme havuzundan doğduğunu gösteriyor.
210.000 ila 280.000 yıl önce, Pasifik tektonik levhası değişti ve bir magma tüyü denize doğru fırladı. Boru hattındaki sıcak sıvı soğuyup katılaştıkça, yaklaşık 100.000 yıl önce dalgaları aşan büyük bir "kalkan" oluşturdu.
Böylece Kīlauea ortaya çıktı, ancak bu sıcak noktadan çıkan orijinal kayaları bulmak, çok sayıda yeni lav katmanının altında gömülü oldukları için inanılmaz derecede zor. Mevcut çalışmada taranan magmatik kaya, yanardağın derin ve uzak geçmişine eşi görülmemiş bir bakış sağlıyor.
Toplanan kayaların, modellerin yalnızca belirli bir şekilde oluşabileceğini öne sürdüğü bir dizi nadir toprak elementi içerdiği bulundu.
Kısmi erime yerine, Kīlauea yanardağının başlangıçta fraksiyonel kristalleşme yoluyla oluştuğu görülüyor. Bu terim, daha sonra artık eriyik ile reaksiyona girmeyen derin magma havuzlarında kristallerin oluşumunu tanımlar.
Avustralya'daki Monash Üniversitesi'nden jeolog Laura Miller, "Bu örneklerin oluşumunu, sentetik kayaların yüksek sıcaklıklarda (> 1100 ˚C) ve basınçlarda (> 3 GPa) eritilmesini içeren deneysel çalışmalarla ve bunların nadir toprak elementi konsantrasyonlarını modellemek için yeni bir yöntem kullanarak araştırdık" diye açıklıyor.
"Numunelerin sadece granatın kristalleştirilmesi ve çıkarılması (fraksiyonel kristalleşme) ile oluşturulabileceğini bulduk."
Garnet, magmanın yer kabuğunun 90 kilometre altında yüksek basınç ve sıcaklıklara maruz kalmasıyla oluşabilen bir kristaldir. Deneyler, granatın yerkabuğunun 150 kilometre altına kadar olan derinliklerde kristalleşebileceğini gösteriyor.
Hawaii adalarının orijinal kaynağı o kadar derin olmayabilir, ancak yeni bulgular Kīlauea'nın tesisatının bir zamanlar düşündüğümüz kadar da yüzeysel olmadığını gösteriyor.
Miller, "Bu, fraksiyonel kristalleşmenin yalnızca sığ bir süreç olduğu şeklindeki mevcut bakış açısına meydan okuyor ve derin (> 90 km) bir magma odasının gelişiminin bir Hawaii yanardağının doğuşunda önemli bir erken aşama olduğunu öne sürüyor" diyor.
Vezüv Yanardağı gibi dünyanın başka yerlerindeki diğer volkanlar da, yüzeyin altında saklanan "uzun ömürlü, derinlere yerleşmiş" magma rezervuarları olduğunu düşündüren kristal oluşum süreleri gösteriyor. Yine de Kīlauea'nın orijinal magma odası, çoğundan çok daha derin görünüyor.
Çalışma Nature Communications'da yayınlandı.