Дегазация вулканов
Большая избыточная дегазация связана с различной вулканической деятельностью, в том числе эксплозивными и эффузивными извержениями и при стабильной дегазации с эруптивной активностью и без нее. В среднем большее количество магмы в коровом магматическом очаге поставляет газы, что приводит к избыточной дегазации, а дегазированный очаг затвердевает, сформируя плутон. Избыточная дегазация во время эксплозивного извержения обусловлена магмами, которые аккумулируют пузырьки, либо из большого объёма кислой магмы, или через базальтовую магму, богатую S, которая привносит избыточный газ в кислую магмы до извержения. Большая избыточная дегазация вызвана стабильной дегазацией без притока магмы и ппривносом летучих компонентов из большого магматического резервуара либо через конвекционную дегазирующую магматическую колонну, либо потоком газовой фазы по фильтрационному вулканическому каналу. Избыточная дегазация является важной концепцией для понимания нестабильного бюджета летучих компоненов, механизмов извержения и дифференциации магм в земной коре, но основные вопросы, такие как о механизме, источнике и причинах избыточного дегазации, еще не вполне поняты.
Три различных модели были предложены, чтобы объяснить избыточную дегазацию в различных условиях. Эти модели во многом основаны на бюджете серы, и они еще не подтверждены независимыми доказательствами. В вулканическом газе доминируют H2O и CO2, и этот состав могут обеспечить реконструкцию происхождения летучих компонентов, таких как состав источника магмы или давление дегазации. Например, контрастное давление дегазации оценивается по составу вулканических газов, выделяемых при стромболианских извержениях и стабильной дегазации. Данные о составе вулканических газов, однако, по-прежнему весьма ограничены, в частности для летучих веществ, выбрасываемых во время извержений. Накопление данных о составе вулканического газа необходимы для реконструкции механизмов и условий дегазации, а также для оценки относительного вклада различных механизмов избыточной дегазации.
Рис. Схематические диаграммы процессов накопления пузырьков в магматическом очаге. а) Магмы из глубинного источника, могут быть перенасыщены летучими компонентами при давлении в магматической камере. Пузырчатая магмы, однако, не создаст существенную избыточную дегазацию, потому что концентрация летучих компонентов в общей массе магмы такая же, как в притекающей магме. (b) Пузырьки в очаге будут всплывать и накапливается в верхней части очага. Извержение пузырчатой магмы приведет к значительной избыточной дегазации и к отделению большого количества пузырьков, но магмы в очаге будет насыщена леучими компонентами. (с) Кристаллизация магмы концентрирует летучие компоненты в расплаве, вызывая насыщение летучими компонентами (образование пузыря). (d) Увеличение концентрации летучих компонентов при кристаллизации будет пропорционально степени кристаллизации. Например, кристаллизация 50 об. % магмы удвоитй концентрацию летучих компонентов. (е) Накопление пузырьков в верхней части очага создаст пузырчатые магмы, что вызовет извержение со значительной избыточной дегазацией, а кристаллизация большого объема магмы и приведёт к образованию остаточной магмы в очаге, насыщенной газом. (f) Серосодержащая базальтовая магма под очагом кислых магм может быть источником пузырей с SO2 . (g) Кислая магма с пузырями, содержащими SO2, привнесёнными из базальтовой магмы, вызовёт извержение с избыточной дегазацией и образованию базальтовой магмы, насыщенной летучими компонентам, в очаге.
Механизмы избыточной дегазации связаны с процессами извержения. Примеры избыточной дегазации и их модели выявили процессы дифференциации фазы магма – газ в магматическом очаге и магмопроводной системе, а также процессы дифференциации контроля типов дегазации и извержения. Степень избыточного дегазации во время плинианского извержения является больше при меньшем извержением, позволяя предполагать, что провоцирующее извержение контролируется содержанием накопленных пузырьков, хотя количественные примеры по-прежнему ограничены. Стромболианское, вулканское извержения и извержение лавовых куполов обыкновенно связаны со стабильной дегазацией, что позволяет подразумевать появление этих извержений либо по колонне конвектируемой магмы, или по газопроницаемому вулканическому каналу. Модели извержений обычно рассматривают застойную или восходящую магматическую колонку, но эти модели механизмов избыточного дегазации должны быть включены в модели извержений, которые также обеспечат, в свою очередь, испытание моделей механизмов избыточной дегазации.
Первоначальный источник избыточной дегазации пока не ясен, в частности для кислого вулканизма. Избыточное количество летучих веществ, выбрасываемых кислыми вулканами, являются производными либо не эруптивной магмы такого же состава, как эруптивные магмы, или не эруптивных, богатых S, базальтовых магм. Бывшая модель, по меньшей мере до некоторой степени, во всех случаях, проста, но приток базальтовых магм обычно наблюдается в в продуктах извержений кислой магмы, а также имеются доказательства привноса ЅО2 из базальтовой магмы в некоторых случаях, так, например, при извержение Пинатубо в 1991 году. Относительная значимость этих двух источников магмы, однако, не изучена во многих других извержениях, и необходимо оценить их не только для механизма избыточной дегазации, но и для понимания эволюции магм в очаге и нынешнего роста земной коры в результате твердения дегазированной магмы.