นักธรณีวิทยาเผยความลับเบื้องหลังการระเบิดของซูเปอร์โวคาโน

นักธรณีวิทยาใช้เทคนิคการติดตามปริมาณของธาตุไทเทเนียมในผลึกแร่ควอร์ตซ (quartz) เพื่อหาอุณหภูมิที่แร่ควอร์ตซตกผลึก โดยชี้ให้เห็นว่าขอบด้านนอกของผลึกแร่มีการตกที่อุณหภูมิสูงกว่าผลึกด้านใน ซึ่งแสดงว่ามีหินหลอมเหลวร้อนเข้ามาเพิ่มในมวลหินอัคนีเดิม ซึ่งเป็นสาเหตุของการระเบิดของซูปเปอร์โวลแคโน (supervolcano)

เดวิด วาร์ค (David Wark) นักวิจัยแห่งสถาบันโปลิเทคนิคเรนเซลเออร์ (Rensselaer Polytechnic Institute) ประเทศสหรัฐอเมริกา เผยแพร่บทความวิชาการของเขาและคณะวิจัยใน Journal of Geology ฉบับเดือนมีนาคม 2550 โดยให้ความสำคัญกับสิ่งที่เป็นตัวการที่ทำให้มีการระเบิดของซูปเปอร์โวลแคโน และสามารถช่วยให้นักธรณีวิทยาพัฒนากระบวนการเพื่อทำนายการระเบิดในอนาคต

ซูเปอร์โวลแคโนที่ปะทุขึ้นเมื่อประมาณ 760,000 ปีก่อน ปัจจุบันกลายเป็น Long Valley Caldera ในแคลิฟอร์เนีย เคยทำให้พื้นที่เกือบครึ่งหนึ่งของฝั่งตะวันตกของอเมริกาถูกปกคลุมด้วยขี้เถ้าภูเขาไฟ มีการระเบิดเป็นบริเวณกว้าง และทำให้กลายเป็นหนึ่งในปากปล่องภูเขาไฟที่มีขนาดใหญ่ที่สุด โดยปล่องภูเขาไฟ Long Valley Caldera มีความยาวกว่า 20 ไมล์

ในการวิจัยนักธรณีวิทยามุ่งความสนใจไปที่หินตะกอนภูเขาไฟ หน่วยหิน Bishop Tuff ซึ่งเกิดจากขี้เถ้าภูเขาไฟร้อนที่ภายหลังเย็นตัวแข็งกลายเป็นหิน นักวิจัยศึกษาการกระจายตัวของไทเทเนียม (titanium) ในผลึกแร่คอวร์ตซของหินตัวอย่าง ซึ่งก่อนหน้านี้กลุ่มนักวิจัยได้ค้นพบว่ามีปริมาณไทเนียมเพียงเล็กน้อยแต่เพียงพอที่จะใช้วิเคราะห์หาอุณหภูมิที่แร่ควอร์ตซตกผลึก โดยวาร์คและคณะวิจัยยืนยันว่าขอบนอกของผลึกแร่คอวรตซก่อตัวขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าผลึกด้านในมาก นักวิจัยจึงสรุปว่าหลังจากมีการเกิดของผลึกแร่ด้านในแล้ว ยังมีหินหลอมเหลวร้อนฉีดดันตัวเข้ามาในมวลหินอัคนี ทำให้แร่ควอร์ตซบางส่วนถูกหลอม ก่อนที่จะเริ่มตกผลึกอีกครั้งที่อุณหภูมิสูงกว่า

ผลจากการวิเคราะห์หาไทเทเนียมยังแสดงให้เห็นว่าการเกิดของขอบผลึกที่อุณหภูมิสูง ได้เกิดขึ้นภายในระยะเวลา 100 ปีหลังการระเบิด ซึ่งชี้ว่าการเพิ่มเข้ามาของหินหลอมเหลวมีผลกระทบต่อสมบัติทางกายภาพของมวลหินอัคนีในmagma chamber จึงทำให้เกิดการระเบิดของซูปเปอร์โวลแคโน และทำให้พื้นที่กว่าพันตารางไมล์ถูกปกคลุมด้วยขี้เถ้า

วาร์คกล่าวว่ามีการศึกษาปล่องภูเขาไฟ Long Valley ในหลายรูปแบบ แต่การใช้ผลึกคอวรตซเป็นเครื่องวัดอุณหภูมิทางธรณี (geothermometer) ทำให้เข้าใจกับสาเหตุของการระเบิดครั้งใหญ่ครั้งล่าสุดได้ และการวิจัยครั้งนี้จะช่วยให้นักธรณีวิทยาเข้าใจการทำงานของซูปเปอร์โวลแคโน สิ่งที่ทำให้เกิดการระเบิด ในทำนองเดียวกันก็อาจช่วยในการทำนายการระเบิดในอนาคต

อ้างอิง http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070305140950.htm
http://www.rpi.edu/

เกี่ยวกับ titanium http://en.wikipedia.org/wiki/Titanium

ประเด็นกำลังร้อน ติดตามข้อมูลเกี่ยวกับ supervocano ได้ที่ http://dsc.discovery.com/convergence/supervolcano/others/others_05.html
http://www.bbc.co.uk/sn/tvradio/programmes/supervolcano/index.shtml