Эти гранитные структуры, называемые магматическими интрузиями, постепенно образуются с течением времени небольшими импульсами магмы, которые охлаждают и кристаллизуют на глубине от 5 до 20 километров — от 3 до 12 миль — под землей. Многие поднялись и обнажились в результате эрозии. Они также содержат историю инъекций магмы, которые произошли от десятков до сотен миллионов лет назад, — говорит Лейф Карлстром из Университета Орегона.
В статье, опубликованной 10 июля в журнале Nature Geoscience, исследовательская группа из трех человек во главе с Карлстремом представила новую основу для понимания того, что структура вулканов, видимых на поверхности, подразумевает о структуре подземных систем водоснабжения магмы. Карлстром сказал, что от 50 до 90 процентов магмы не проходит через кору.
«Гранитные пейзажи в долине Йосемити в Калифорнии и на Северных каскадах представляют собой знаковые, огромные скалы с обнаженными камнями», — сказал он. «Если вы присмотритесь, структура этого ландшафта показывает всевозможные интрузивные тела, которые фиксируют различные импульсы магмы, проникающей в кору. Надеемся, что наши находки позволят вам взглянуть на Эль-Капитан и по-новому взглянуть на него».В исследовании, финансируемом Национальным научным фондом, Карлстром, Скотт Р. Патерсон из Университета Южной Калифорнии и А. Марк Еллинек из Университета Британской Колумбии изучили более чем десятилетние измерения распределения размеров интрузий вулканических пород в Северной Америке.
Кордильеры.По словам Карлстрома, подъем магмы в активных вулканических регионах в таких местах, как Каскады, Гавайи и Исландия, часто происходит в виде узких пластинчатых интрузий, обычно называемых дайками и порогами.
Это происходит как процесс растрескивания в хрупких породах земной коры. Однако с течением времени процесс меняется.По словам исследователей, эти изменения являются частью перехода к «каскаду обратной энергии», в котором нагнетание восходящей магмы оказывается в ловушке и теряет энергию.
Магма смешивается и сливается с окружающими породами по мере охлаждения и кристаллизации. Тепло, теряемое в результате многократных нагнетаний магмы, продолжает нагревать породы земной коры, строить и расширяющиеся гранитные интрузивные комплексы, образованные замороженной магмой скорее вязким, чем хрупким образом. Получившиеся структуры видны сегодня там, где обнажены образования.
«Этот акт сброса тепла в земную кору с течением времени меняет характер механической реакции на нагнетание магмы», — сказал Карлстром. «Земная кора — это фильтр для поднимающихся расплавов. У вас есть магма, которая генерируется глубоко в Земле, и каким-то образом она попадает на поверхность, неся тепло и летучие вещества, такие как углекислый газ. Это происходит через систему переноса магмы в земной коре».
По его словам, изучение процессов, лежащих в основе нагнетания магмы в течение длительного периода времени, по его словам, помогает лучше понять вулканы, их влияние на глобальный климат и места, где могут возникнуть большие вулканы.«Эта статья затрагивает одну из основных текущих исследовательских проблем вулканологии», — сказал Карлстром. «Мы можем сделать убедительное заявление о связи глубокого интрузивного магматизма с поверхностным проявлением вулканизма.
Мы думаем, что то, что мы обнаружили, обеспечивает основу для понимания других видов проблем, связанных с магматизмом на Земле и других планетах».