Mötet mellan magma och kalksten under vulkaner – en del av jordens kolcykel
I en ny studie visar forskare från Sverige och Italien vad som händer när magma möter kalksten på väg upp till jordytan. Interaktionen mellan magma och kalksten kan förklara varför vulkaner som Vesuvius i Italien och Merapi i Indonesien är särskilt explosiva. Dessutom hjälper det oss att förstå en alternativ källa till det naturliga kol som släpps ut i atmosfären av vulkaner.
– När vi hittar vulkaniska bergarter i naturen med särskilda kemiska signaturer, kan det signalera att koldioxid släpptes från den övre jordskorpan. Dessa nya resultat är spännande eftersom de i framtiden kan hjälpa oss att identifiera ytterligare vägar i kolcykeln, säger Frances Deegan, forskare vid institutionen för geovetenskaper vid Uppsala universitet.
Kol tar sig ut ur jordens inre och in i atmosfären huvudsakligen i form av koldioxid-utsläpp från vulkaner. Detta gäller särskilt i så kallade subduktionzoner, där material som en gång var på jordytan tvingas nedåt in i jordens inre och delvis mobiliseras på nytt på djupet för att fylla på vulkaner vid jordens yta.
Kol kommer in i magman
Under denna process frigörs kol från nedåtgående stenar och kommer in i magman djupt nere i jorden. Sedan stiger magman uppåt och släpper sin kollast som koldioxid vid vulkaner.
– Åtminstone har detta varit vår allmänna bild så långt. Men det finns mer att lära, säger Frances Deegan.
Hon och andra forskare från Uppsala universitet, Naturhistoriska riksmuseet och det nationella institutet för geofysik och vulkanologi i Italien har nyligen upptäckt vad som händer när magma är på sin resa uppåt genom jordskorpan och möter stenar som innehåller stora mängder av koldioxid, till exempel kalksten eller marmor som vilar bara några kilometer under jordytan.
Många bubblor från koldioxid
Teamet av forskare från Sverige och Italien återskapade denna process i laboratoriet och fann att när magma möter kalksten blir resultatet är en mycket bubblig affär. De upptäckte också att när koldioxid frigörs från kalksten på grunda nivåer i jordskorpan kan det utlösa extremt beteende i vissa flyktiga element.
Den extra koldioxid som frigörs under interaktionen mellan magma och kalksten kan också vara en faktor som driver explosiva utbrott i vissa vulkaner som Vesuvius eller Merapi, som har sin grund i kalksten och marmor. Dessutom kan denna extra källa till koldioxid bidra till jordens kolcykel, i det förflutna och nutid.
---
Fakta:
Forskningen finansierades av Vetenskapsrådet (VR).
Läs artikeln:
Deegan, F.M., Troll, V.R., Whitehouse, M.J., Jolis, E.M., Freda, C. (2016) Boron isotope fractionation in magma via crustal carbonate dissolution. Scientific Reports 6, 30774
Annica Hulth