Le eruzioni vulcaniche come quella del Monte Sant'Elena nel 1980 mostrano l'esplosività del magma che si muove attraverso la crosta terrestre. Ora i geologi sono entusiasti di ciò che i corpi di granito sollevati come El Capitan di Yosemite dicono del magma che si congela prima che possa eruttare in superficie.

Queste strutture in granito, chiamate intrusioni magmatiche, si formano in modo incrementale nel tempo da piccoli impulsi di magma che si raffreddano e cristallizzano da 5 a 20 chilometri, da 3 a 12 miglia, sottoterra. Molti sono sollevati ed esposti dall'erosione. Contengono anche la storia delle iniezioni di magma avvenute da decine a centinaia di milioni di anni fa, dice Leif Karlstrom dell'Università dell'Oregon.

In un paper messo online il 10 luglio dalla rivista Geoscienze naturali , un gruppo di ricerca di tre membri guidato da Karlstrom ha svelato un nuovo quadro per comprendere cosa implica lo schema dei vulcani visti in superficie sulla struttura dei sistemi idraulici del magma del sottosuolo. Circa il 50-90 percento di magma, Karlstrom ha detto, non passa attraverso la crosta.

"I paesaggi granitici della Yosemite Valley in California e delle North Cascades sono iconici, enormi falesie con roccia a vista, " disse. "Se guardi più da vicino, la struttura di quel paesaggio mostra tutti i tipi di corpi intrusivi che registrano diversi impulsi di magma che entrano nella crosta. Si spera che le nostre scoperte ti permettano di fissare El Capitan e dargli un senso in qualche modo nuovo".

Nella ricerca finanziata dalla National Science Foundation, Karlstrom, Scott R. Paterson della University of Southern California e A. Mark Jellinek della University of British Columbia hanno esaminato più di un decennio di misurazioni delle distribuzioni dimensionali delle intrusioni di rocce ignee nella Cordigliera nordamericana.

Magma che sale nelle regioni vulcaniche attive in luoghi come le Cascate, Hawaii e Islanda, Karlstrom ha detto, spesso si presenta come stretto, intrusioni lastriformi comunemente chiamate dighe e davanzali. Ciò si verifica come un processo di fessurazione nelle rocce crostali fragili. In tempi lunghi, però, il processo cambia.

Questi cambiamenti fanno parte di una transizione verso una "cascata di energia inversa, " in cui le iniezioni di magma in aumento rimangono intrappolate e perdono energia, dicono i ricercatori.

Il magma si mescola e si fonde con le rocce circostanti mentre si raffredda e si cristallizza. Il calore perso da ripetute iniezioni di magma continua a riscaldare le rocce crostali, edificio e i complessi intrusivi granitici in espansione formati da magma congelato in un viscoso, piuttosto che fragile, maniera. Le strutture risultanti sono visibili oggi dove sono esposte le formazioni.

"Quell'atto di scaricare calore nella crosta nel tempo cambia la natura della risposta meccanica alle iniezioni di magma, " Karlstrom ha detto. "La crosta terrestre è un filtro per le fusioni in aumento. Hai magma che si genera nelle profondità della terra, e in qualche modo arriva in superficie trasportando calore e sostanze volatili, come l'anidride carbonica. Il modo in cui ciò accade è attraverso il sistema di trasporto del magma crostale".

Studiare i processi alla base delle iniezioni di magma su lunghi tempi, Egli ha detto, aiuta a costruire una migliore comprensione dei vulcani, i loro impatti sul clima globale e dove è probabile che si verifichino grandi vulcani.

"Questo documento colpisce uno dei principali problemi di ricerca attuali in vulcanologia, " Karlstrom ha detto. "Siamo in grado di fare una dichiarazione forte sulla connessione del magmatismo intrusivo profondo con l'espressione superficiale del vulcanismo. Pensiamo che ciò che abbiamo trovato fornisca un quadro per comprendere altri tipi di problemi legati al magmatismo sulla Terra e su altri pianeti".