การปะทุของภูเขาไฟเป็นภัยคุกคามระดับโลกอย่างต่อเนื่อง ประมาณการว่ามีประชากรมากกว่า 1 พันล้านคนอาศัยอยู่ภายในรัศมีที่อาจได้รับผลกระทบโดยตรงจากการปะทุของภูเขาไฟ ไม่นานมานี้ ลาวาไหลจากการปะทุของภูเขาไฟไนรากองโกซึ่งเป็นภูเขาไฟในสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก คร่าชีวิตผู้คนไป 32 รายและสูญหายอีกจำนวนมาก ผู้คนนับหมื่นถูกบังคับให้หนีออกจากเมืองโกมา สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าเหตุใดการทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานภายในของภูเขาไฟจึงมีความสำคัญ
อย่างยิ่งต่อการปรับปรุงความปลอดภัยของผู้ที่อาศัยอยู่ในเงามืด
ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ภูเขาไฟ การวิจัยของฉันพาฉันไปทั่วออสเตรเลียและทั่วโลก แต่บางครั้ง การเปิดเผยที่น่าทึ่งที่สุดก็เกิดขึ้นจริงในห้องแล็บ ฉันใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูหินภูเขาไฟและชิ้นส่วนของเนื้อโลกเพื่อประเมินว่าหินหลอมเหลว (แมกมา) เคลื่อนที่จากส่วนลึกของโลกไปยังพื้นผิวได้เร็วเพียงใด สิ่งนี้สามารถช่วยให้เราเตรียมพร้อมสำหรับการปะทุในอนาคต
นับตั้งแต่การสิ้นซากของไดโนเสาร์จนถึงการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์ การปะทุของหินหนืดได้ทิ้งร่องรอยของภูเขาไฟที่ทอดยาวกว่า 4,000 กิโลเมตรลงไปทางขอบด้านตะวันออกของออสเตรเลีย ก่อให้เกิดแนวภูเขาไฟที่กว้างใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลก
การปะทุครั้งล่าสุดบนแผ่นดินใหญ่เกิดขึ้นที่ Mount Gambier และ Mount Schank ในรัฐเซาท์ออสเตรเลียเมื่อประมาณ 5,000 ปีที่แล้ว เพียงชั่วพริบตาทางธรณีวิทยา
การปะทุเหล่านี้ถูกพบเห็นโดยชาวอะบอริจินในท้องถิ่นและรวมเข้ากับประเพณีปากเปล่าที่สืบทอดมาหลายร้อยชั่วอายุคน ตามเวลาตั้งแต่การปะทุครั้งล่าสุด มีพื้นที่ภูเขาไฟที่ยังปะทุอยู่สองแห่งในแผ่นดินใหญ่ของออสเตรเลีย: ทางตะวันออกเฉียงเหนือ (ทางตะวันตกเฉียงใต้ของเมืองแคนส์) และทางตะวันออกเฉียงใต้ (จากเมลเบิร์นข้ามไปยังรัฐเซาท์ออสเตรเลีย)
ภูเขาไฟ Mount Gambier และ Mount Schank เป็นภูเขาไฟ 2 ลูกจากจำนวนมากกว่า 400 ลูกใน ภูมิภาคตะวันออกเฉียง ใต้ที่เรียกว่า Newer Volcanics Province ซึ่งมีการปะทุอย่างน้อยในช่วง 4.5 ล้านปีที่ผ่านมา มีแนวโน้มว่าจะมีการปะทุในอนาคตในจังหวัดนี้ แต่ยังไม่ทราบว่าจะปะทุเมื่อใดหรือที่ไหน
เพื่อตอบคำถามนี้ เราต้องไขความลับที่เก็บไว้จากการปะทุในอดีต
ซึ่งตอนนี้ถูกขังอยู่ในหินที่ปะทุและคริสตัลที่อยู่ภายใน เบาะแสแรกของเราคือหินภูเขาไฟสีดำเข้มจำนวนมากที่ปะทุในจังหวัดภูเขาไฟใหม่ (และอื่น ๆ ) ประกอบด้วยหินสีเขียวที่เรียกว่าเพอริโดไทต์
อันที่จริงแล้ว เศษหินสีเขียวหนาทึบเหล่านี้คือชิ้นส่วนของเนื้อโลกส่วนบนที่ถูกดึงออกมาโดยหินหนืดที่พุ่งสูงขึ้นและเคลื่อนตัวขึ้นสู่พื้นผิวจากความลึกมากกว่า 30 หรือ 40 กิโลเมตรใต้ฝ่าเท้าของเรา
เศษเล็กเศษน้อยเหล่านี้สามารถจมกลับลงไปตามหินเหลวระหว่างที่ขึ้นไปได้ เหมือนกับก้อนกรวดที่หล่นลงไปในกระบอกน้ำผึ้ง ดังนั้นเพื่อที่จะไปถึงพื้นผิว แมกมาที่เพิ่มขึ้นจึงต้องเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ซึ่งน่าจะใช้เวลาเพียงไม่กี่วันจากแหล่งกำเนิด
ลูกแก้วภูเขาไฟ
ในทำนองเดียวกันวงแหวนต้นไม้สามารถบอกคุณได้ว่าสภาพอากาศเป็นอย่างไรเมื่อต้นไม้เติบโต ผลึกภายในหินภูเขาไฟและเศษเนื้อแมนเทิลที่พวกมันเก็บไว้จะรักษาความทรงจำเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมในการเดินทางขึ้นสู่พื้นโลก
ในภาพด้านล่าง คุณจะเห็นว่าแสงแบบโพลาไรซ์ที่ส่องผ่านหินแมนเทิลเผยให้เห็นภาพโมเสคของคริสตัลหลากสีได้อย่างไร ส่วนที่มืดกว่าคือหินภูเขาไฟที่ปิดล้อม
หินแผ่นบางนี้มีความหนาเพียง 30 ไมครอน ประมาณครึ่งหนึ่งของความหนาของเส้นผมมนุษย์ทั่วไป
ภาพจากกล้องจุลทรรศน์ของภูเขาไฟ Mount Quincan ในจังหวัด Atherton Volcanic Province รัฐควีนส์แลนด์ เฮเธอร์ แฮนด์ลีย์
ส่วนหนึ่งของลาวาจาก Mount Gambier ภูเขาไฟที่อายุน้อยที่สุดในออสเตรเลีย ผลึกขนาดใหญ่จะเติบโตก่อนผลึกขนาดเล็ก ซึ่งก่อตัวใกล้หรือที่พื้นผิว Heather Handleyผู้เขียนจัดให้
ใช้กล้องจุลทรรศน์ส่องดูหินภูเขาไฟบางส่วน Heather Handleyผู้เขียนจัดให้
ทีนี้ลองมาดูผ่านกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดที่ขอบที่ผลึกแมนเทิลสัมผัสกับหินหนืดที่แข็งตัวแล้ว
ในภาพสองภาพด้านล่าง คุณจะเห็นว่าขอบของคริสตัลมีสีอ่อนลง ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบทางเคมีของมันเปลี่ยนไป ดังนั้นมันจึงสามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของหินหนืดใหม่ได้ในกระบวนการที่เรียกว่าการแพร่กระจาย
ฉันยังสามารถใช้คุณสมบัติทางเคมีและรูปร่างของผลึกที่เติบโตภายในตัวหินหนืดเองเพื่อทำแผนที่ระบบประปาใต้ภูเขาไฟ ซึ่งเป็นเส้นทางที่หินหนืดจะขึ้นสู่พื้นผิว
ภาพถ่ายด้านล่างแสดงผลึกรูปร่างต่างๆ ที่สามารถก่อตัวขึ้นได้เมื่อหินหนืดลอยขึ้นสู่ผิวน้ำและเย็นตัวลงระหว่างทาง ผลึกรูปร่างแหลมคมและรูปร่างคล้ายโครงกระดูกจะขยายตัวเมื่อแมกมาเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วและมีระดับมาก
