Coonin AN, Huber C, Troch J et al. (2024) Magma Chamber Response to Ice Unloading: Applications to Volcanism in the West Antarctic Rift System. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 25(12), e2024GC011743 – https://doi.org/10.1029/2024GC011743 – open access document pdf – CC BY-NC-ND 4.0
Abstract (povzetek):
Dokazano je, da vulkanska dejavnost na številne načine vpliva na podnebje na Zemlji. Eden takih primerov je, da izbruhi v bližini površinskega ledu spodbujajo taljenje ledu. Razbremenitev skorje, povezana s taljenjem ledu, vpliva na notranjo dinamiko magmatskega vodovodnega sistema. Geokronološki podatki iz Andov iz zadnjih dveh ledeniških ciklov kažejo, da lahko poledenitev in vulkanizem delujeta v pozitivni povratni zanki. Trenutno so natančne napovedi višine morske gladine odvisne od naše sposobnosti napovedovanja stabilnosti zahodnoantarktičnega ledenega pokrova, zato je treba upoštevati dvosmerne subglacialne vulkanske procese in deglaciacijo. Zahodnoantarktični ledeni pokrov je še posebej ranljiv za propad, vendar se njegov položaj na vrhu aktivne vulkanske razpoke redko upošteva. Razkladanje ledu poglablja območje taljenja in spreminja napetostno polje skorje, kar vpliva na pogoje za nastanek, širjenje in zaustavitev nasipov. Vendar pa so posledice za dinamiko notranje magmatske komore in dolgoročno obnašanje erupcije še vedno nejasne. Glede na to, da lahko vulkanizem na Zahodni Antarktiki, ki ga sproži raztovarjanje, prispeva k negotovosti napovedi izgube ledu, prilagajamo predhodno objavljen termomehanski model magmatske komore in simuliramo krčenje ledene obremenitve s predpisanim zmanjšanjem litostatičnega tlaka. Raziskujemo vplive različnih scenarijev razbremenitve na porazdelitev hlapne magme in eruptivno trajektorijo. Ob upoštevanju odstranjevanja kilometer debele ledene plošče smo dokazali, da hitrost razkladanja vpliva na kumulativno maso izbruha in posledično na toploto, ki se sprosti v led. Te ugotovitve zagotavljajo temeljni vpogled v zapletene interakcije med vulkanom in ledom na Zahodni Antarktiki in v drugih subglacialnih vulkanskih okoljih.
Key Points (ključne točke):
- Med deglaciacijo je razvoj magmatske komore v skorji pod kilometri ledu občutljiv na hitrost odstranjevanja ledu.
- Kritična hitrost odstranjevanja ledu lahko sproži dodatne izbruhe.
- Odstranjevanje ledu pospeši začetek izločanja hlapnih snovi, kar vpliva na tlak v magmatski komori in velikost izbruha.
Na območjih, kot je Zahodna Antarktika, se vulkanski izbruhi pojavljajo pod ledenimi ploščami. Ko vroča magma pride v stik z ledom, lahko pospeši taljenje ledenega pokrova. Poleg tega se zaradi podnebnih sprememb ledene plošče krčijo, zato lahko manjša teža vulkana vpliva na verjetnost njegovega izbruha. Učinki izgube ledu nad vulkani na osnovno vulkansko dejavnost niso dobro poznani. Z računalniškimi simulacijami smo raziskali, kako postopno izgubljanje ledu vpliva na magmo, shranjeno v zemeljski skorji. Ugotovili smo, da so vulkani pod krčenjem ledene plošče občutljivi na hitrost krčenja ledene plošče. Ko se led topi, se zaradi manjše teže vulkana magma razširi, kar povzroči pritisk na okoliške kamnine, ki lahko spodbudi izbruhe. Poleg tega zmanjšana teža zaradi taljenja ledu zgoraj omogoča, da raztopljena voda in ogljikov dioksid tvorita plinske mehurčke, zaradi česar se v magmatski komori poveča tlak, ki lahko sčasoma sproži izbruh. V teh pogojih smo ugotovili, da odstranitev ledenega pokrova nad vulkanom povzroči pogostejše in večje izbruhe, kar lahko prek zapletenih povratnih mehanizmov pospeši taljenje ledu nad vulkanom.
URL: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2024GC011743