Krok do lepszego zrozumienia wulkanizmu na Ziemi, Księżycu i Marsie

O wynikach badań, które zostały właśnie opublikowane w czasopiśmie "Journal of Geophysical Research – Solid Earth", poinformowało Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Jak przypomniała rzeczniczka CBK PAN Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka, nowy, bardziej precyzyjny model pozwala przewidywać ruch magmy i jej wpływ na skorupę ziemską. Poza możliwością wykorzystania go w warunkach ziemskich, dla lepszego przewidywania zdarzeń na terenach aktywnych wulkanicznie, może być też zastosowany do badania wulkanizmu na Księżycu, Marsie i innych ciałach niebieskich.

"Opracowanie modelu numerycznego poprzedziła dekada badań prowadzonych przeze mnie i sieć współpracowników z Europy i USA nad laboratoryjnym i numerycznym modelowaniem powstawania tego, w jaki sposób magma może deformować skały pod powierzchnią Ziemi i innych planet skalistych" – powiedział, cytowany w informacji prasowej, wulkanolog dr Sam Poppe, główny autor analiz.

Co ciekawe, badania przeprowadzono m.in. w Sudetach.

"Wiele osób zaskoczy fakt, że możemy porównać intruzje magmy (wtargnięcie magmy powstałej w płaszczu Ziemi lub w skorupie ziemskiej do wyżej położonych poziomów – przyp. red.) w polskich Sudetach, które miały miejsce miliony lat temu - z intruzjami, do jakich doszło na Marsie i Księżycu. To ekscytujące, że te obecnie chłodne i stałe intruzje magmy są odsłonięte w czynnych kamieniołomach w Sudetach, gdzie możemy je obserwować i dotykać, a także wykorzystać polską geologię do zrozumienia wulkanizmu w innych częściach naszego Układu Słonecznego" – wskazał badacz.

Badania zostały przeprowadzone w ramach projektu DeMo Planet, którym kieruje dr Poppe. Jego celem jest określenie, jak na odkształcenia spowodowane przez intruzje płytkiej magmy do ciał lądowych, takich jak Księżyc, wpływają właściwości skał skorupy ziemskiej oraz sieci spękań. Wyniki analiz zespołu pozwalają na dokładniejsze określenie cech rosnącej objętości magmy oraz deformacji skał, jakie powoduje wypływ magmy przed erupcjami wulkanicznymi.

Dr Sam Poppe przypomniał, że wulkanolodzy wykorzystują dziś modele numeryczne do interpretacji oznak wskazujących, że magma wypycha skały z swojej drogi podczas wydobywania się z głębi na powierzchnię.

"Te proste modele pozwalają szybko oszacować ilość przemieszczającej się magmy i jej lokalizację. To oczywiście pozwala na określenie działań służb ratunkowych i ewakuację ludności. Jednak model zaproponowany przez nasz zespół DeMo Planet może symulować bardziej złożone i realistyczne deformacje wywołane magmą, a tym samym przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa mieszkańców obszarów aktywnych wulkanicznie" – wskazał naukowiec.

Prace badaczy projektu DeMo Planet nie dotyczą wyłącznie ziemskich wulkanów. Według naukowca model pokazuje, że ta sama ilość magmy może spowodować, że powierzchnia Księżyca lub Marsa będzie miała inny stopień pękania i przemieszczenia powierzchni w porównaniu z Ziemią.

"Pobliskie ciała planetarne, takie jak Księżyc i Mars, są mniejsze i mają mniejszą masę niż Ziemia, więc grawitacja jest tam mniejsza. Oznacza to, że niepewność szacunków prostych modeli dotyczących objętości i lokalizacji intruzji magmy w pobliżu powierzchni, na Księżycu i Marsie, może być nawet większa niż na Ziemi. Teraz, dzięki naszemu nowemu modelowi, jesteśmy w stanie dokonywać porównań wyniki naszego modelowania z wynikami popularnych, prostszych modeli i zrozumieć niepewność poprzednio uzyskiwanych wyników. Jest to szczególnie ważne, jeśli weźmie się pod uwagę obecne dążenie do powrotu ludzi na Księżyc i pierwszy załogowy lot Marsa oraz konieczność znalezienia tam nadających się do eksploatacji minerałów i materiałów budowlanych. Nasz model może się okazać kluczowy i pomóc lepiej zrozumieć, w jaki sposób sieci kanalizacyjne wygasłych wulkanów na Księżyc i Mars są podobne, a na ile różne od tych na ziemskich" – wyjaśnił wulkanolog.

Nauka w Polsce

akp/ zan/