Theo dõi ngược các phép đo hóa học khí tại núi lửa Erebus

Núi lửa Erebus ở Nam Cực cung cấp một cơ hội đặc biệt để nghiên cứu động lực học thoát khí - hành vi của nó được đặc trưng bởi một hồ dung nham hoạt động, nơi xảy ra các vụ phun trào Strombolian theo thời gian không đều. Ở đây, chúng tôi phát triển một khung lý thuyết để diễn giải các dấu hiệu thoát khí khác nhau được đo với độ phân giải theo thời gian cao, khung lý thuyết này kết hợp các kịch bản vật lý về sự tách biệt khí và dung nham vào một mô hình nhiệt động lực học, bao gồm dữ liệu khả năng hòa tan các chất dễ bay hơi mới cho phonolit Erebus. Trong khung lý thuyết này có thể áp dụng rộng rãi, các thành phần khí đo được được theo dõi ngược từ bề mặt xuống độ sâu dựa trên các mẫu vật lý liên quan đến các mức độ khác nhau của sự tách biệt khí và dung nham trong quá trình nổi lên. Nhìn chung, các dấu hiệu nổ có thể được giải thích bằng những bong bóng lớn (các mẩu khí) nổi lên từ ít nhất 20 bar nhưng tối đa chỉ vài trăm bar trong một cột magma gần như là thành phần tĩnh hơn là thành phần đối lưu. Phạm vi của các dấu hiệu nổ có thể do các độ sâu khởi hành khác nhau và/hoặc sự gia tốc của các mẩu khí dưới vài chục bar. Kết quả cũng cho thấy rằng các khí nổ đã được cân bằng ở nhiệt độ thấp hơn hồ lên đến 300°C do sự mở rộng khí nhanh chóng ngay trước khi vỡ. Hình ảnh này (từng mẻ khí và dung nham nổi lên từ một nguồn phonolit có khả năng rất nông) cung cấp một cách tiếp cận thay thế cho các kết luận của nghiên cứu trước đó dựa trên một bộ dữ liệu tương tự tại Erebus, theo đó sự khác biệt giữa các dấu hiệu khí yên tĩnh và nổ là do sự giảm áp suất của hai nguồn ngập khí dễ bay hơi sâu, đã hòa trộn với nhiều mức độ khác nhau (phonolit ở 1-3 kbar và basanit ở 5-8 kbar).