Hypnotiserende Slow-Motion-video's laten zien hoe wetenschappers lava ontploffen in een lab

Iedereen die een beetje water in hete olie heeft gespat, weet dat de resultaten rampzalig kunnen zijn. Maar wanneer water en magma samengaan, is het zelfs wilder. De gewelddadige reactie tussen magma en water gebeurt altijd wanneer vulkanen de oceaan in duiken, maar het fenomeen is bijna onmogelijk voor wetenschappers om dichtbij genoeg te komen om te studeren, dus de volgende beste optie is om het fenomeen in een grote emmer te recreëren. En dit is wat onderzoekers van de University of Buffalo deden om hen te helpen dit vaak gezien maar slecht begrepen fenomeen te bestuderen. Zoals te zien is in de video hierboven, creëert het moment waarop de hamer valt en water injecteert in een massa magma, een enorme explosieve bubbel van gesmolten rots die overal rondspattend is, zelfs als je ze gewoon in een emmer mengt. Het is slechts een voorproefje van wat er gebeurt wanneer echte vulkanen in zee uitbarsten.

In een krant die maandag in de Journal of Geophysical Research: Solid Earth, een team van wetenschappers onder leiding van Ingo Sonder, Ph.D., een onderzoeker in het Center for Geohazards Studies aan de Universiteit van Buffalo, beschreef waarom ze water in magma mengden - en nee, dat deden ze niet net doe het om te zien wat er zou gebeuren, hoewel dat er een groot deel van uitmaakte. In een reeks experimenten injecteerden ze verschillende hoeveelheden water in containers met verschillende afmetingen van gesmolten gesteente om de wetten te verkennen achter de explosieve reacties die optreden wanneer de twee stoffen samenkomen.

"Als je denkt aan een vulkaanuitbarsting, zijn er krachtige krachten aan het werk, en het is geen zachte zaak," zei Sonder op maandag. "Onze experimenten kijken naar de fundamentele fysica van wat er gebeurt als water gevangen raakt in gesmolten gesteente."

En om dit te doen, Sonder en zijn team gevangen genomen veel van video's van hun op Rube Goldberg geïnspireerde waterinjectie-rig, die een op afstand bediende voorhamer gebruikt om een ​​waterstraal te activeren die het magma van onderaf prikt. Omdat het water onmiddellijk kookt, vormt het een bel van magma die onmiddellijk uitbarst.

Als het explosieve effect van de waterinjectie in de video omhoog het moeilijk maakte om te zien wat er gebeurde, kijk dan eens naar deze:

Of deze, die in zwart-wit is gemaakt, geeft een veel beter beeld van hoe de eerste explosie plaatsmaakte voor een hevige suddering toen het water kookte:

De methode van het team verschilt van vroeger onderzoek naar magma, zowel in het volume dat ze gebruikten als in de substantie zelf. Eerder onderzoek, zo schreven de auteurs, heeft ofwel een op thermiet gebaseerd magma-substituut in een groot volume gebruikt of feitelijk gesmolten vulkanisch gesteente in een kleine container. In de laatste experimenten gebruikten de onderzoekers beide: een grote hoeveelheid daadwerkelijk hersmolten magma. Op deze manier hopen ze dat hun experiment veel realistischer is dan eerdere inspanningen.

Wat ze ontdekten was dat wanneer een kolom met magma slechts een voet hoog is, contact maken met water een aanzienlijke uitbarsting veroorzaakt. Dit is misschien niet zo'n verrassing, maar het helpt andere wetenschappers wel om een ​​beter beeld te krijgen van de fysica die betrokken is bij interacties met watermagma's. Bovendien ziet het er bijna net zo cool uit als toen de laatste uitbarsting van Mount Kilauea het leven schonk aan een explosieve groene glasgloed.