Eine internationale Forschergruppe, an der auch Geologen der Wits University (Prof. Rais Latypov und Dr. Sofya Chistyakova) in Johannesburg beteiligt sind, ist zu dem unerwarteten Schluss gekommen, dass basaltische Magmakammern extrem schnell wachsen können – in Monaten bis Jahren. Dies macht diese Kammern zu bemerkenswerten intrusiven Äquivalenten von calderabildenden Eruptionen, die mit den magmatischen Großprovinzen in Verbindung stehen. Diese Forschungsergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Professor Rais Latypov sagt: “Die vertikale Geschwindigkeit, mit der Magmakammern durch Magmaeinlagerung wachsen, ist sehr umstritten. Auf der Grundlage von hochpräzisen Zirkondatierungen und Messungen der Oberflächenverformung geht man derzeit davon aus, dass die meisten Plutone sehr langsam (einige cm/Jahr) abgelagert werden. Solche langsamen Raten sind jedoch schwer mit der Existenz großer, gut differenzierter Intrusionen zu vereinbaren, die sich nur bei sehr hohen Einlagerungsraten zu bilden scheinen. Eine Schlüsselfrage, die wir zu beantworten versuchten, lautet: Welche Magmenverschiebungsrate ist erforderlich, um die wachsende Kammer vollständig geschmolzen zu halten?”
Zur Beantwortung dieser Frage verwendeten die Forscher einen neuartigen Ansatz, indem sie die klassische Skaergaard-Intrusion in Grönland heranzogen, die erst dann von allen Rändern nach innen zu kristallisieren begann, als sie vollständig mit nahezu kristallfreiem Magma gefüllt war.
“Diese fundamentale physikalische Einschränkung bietet eine einzigartige Möglichkeit, die Mindestrate der Magmaeinlagerung einzuschätzen, die erforderlich ist, um den Skaergaard-Magmakörper in einem weitgehend geschmolzenen Zustand (<<1% Kristalle) zu halten, während er zu seiner heutigen Größe heranwächst”, sagt Dr. Sofya Chistyakova von der School of Geosciences der Wits University.
Die Forscher schlugen vor, dass der Skaergaard und möglicherweise andere geschichtete Intrusionen als plutonische Äquivalente von Supereruptionen (oder katastrophalen Intrusionen) betrachtet werden können, die durch extrem schnelle Magmaeinlagerung in die Kruste heranwachsen und in wenigen Wochen/Monaten bis maximal Dutzenden/Hunderten von Jahren vollständig geschmolzene Magmakammern erzeugen.
“Mit anderen Worten: Wir vermuten, dass einige geschichtete mafische Intrusionen die plutonischen Entsprechungen der Vulkane der magmatischen Großprovinzen darstellen, die für die Ausbrüche enormer Mengen von Flutbasalten an der Erdoberfläche verantwortlich sind”, sagt Latypov.
Veröffentlichung: Catherine Annen et al, Catastrophic growth of totally molten magma chambers in months to years, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abq0394
Quelle: off. Pm der Wits University
Pia Gaupels
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