Dendritic crystallization in hydrous basaltic magmas controls magma mobility within the Earth's crust.
Dendritic crystallization in hydrous basaltic magmas controls magma mobility within the Earth's crust.
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DOI：
10.1038/s41467-022-30890-8
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发表时间：
2022-06-10
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
大多数玄武质岩浆在地壳中停滞，这是由于在运输过程中结晶所引起的流变演化的结果。然而，结晶度，流变性和喷发性之间的关系仍然不确定，因为它是很难观察到的动态岩浆结晶在真实的时间。在这里，我们提出了原位4D数据的晶体生长动力学和结构演化的辉石在结晶过程中的粗面玄武质岩浆在高温实验在水饱和的条件下，在地壳压力。我们观察到辉石在初始自形核上的枝晶生长，以及在过冷度≥30 °C时晶体分数和纵横比的惊人快速增加。快速树枝状结晶有利于在几分钟内从牛顿到非牛顿行为的流变转变。我们使用一个数值模型来量化快速的树枝状结晶对玄武岩脉传播的影响，并证明其对岩浆流动性和喷发性的巨大影响。我们的研究结果提供了深入了解的过程，控制入侵是否导致喷发或没有。在高温和中等压力下的原位4D实验表明，含水玄武岩浆中的快速树枝状结晶在几分钟内促进流变学转变，控制地壳内的岩浆流动性。
The majority of basaltic magmas stall in the Earth’s crust as a result of the rheological evolution caused by crystallization during transport. However, the relationships between crystallinity, rheology and eruptibility remain uncertain because it is difficult to observe dynamic magma crystallization in real time. Here, we present in-situ 4D data for crystal growth kinetics and the textural evolution of pyroxene during crystallization of trachybasaltic magmas in high-temperature experiments under water-saturated conditions at crustal pressures. We observe dendritic growth of pyroxene on initially euhedral cores, and a surprisingly rapid increase in crystal fraction and aspect ratio at undercooling ≥30 °C. Rapid dendritic crystallization favours a rheological transition from Newtonian to non-Newtonian behaviour within minutes. We use a numerical model to quantify the impact of rapid dendritic crystallization on basaltic dike propagation, and demonstrate its dramatic effect on magma mobility and eruptibility. Our results provide insights into the processes that control whether intrusions lead to eruption or not. In situ 4D experiments at high temperature and moderate pressure reveal that rapid dendritic crystallization in hydrous basaltic magmas promotes a rheological transition within minutes, controlling magma mobility within the Earth’s crust.
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影响因子：
2.1
作者：
ABADIA, J
通讯作者：
ABADIA, J
DOI：
10.1016/j.jvolgeores.2005.01.001
发表时间：
2005-07-15
影响因子：
2.9
作者：
Chatterjee, N;Bhattacharji, S;Fein, C
通讯作者：
Fein, C
影响因子：
3.5
作者：
Faure, F;Trolliard, G;Montel, JM
通讯作者：
Montel, JM
影响因子：
64.8
作者：
Blundy, Jon;Cashman, Kathy;Humphreys, Madeleine
通讯作者：
Humphreys, Madeleine
影响因子：
3.5
作者：
Cimarelli, C.;Costa, A.;Mader, H. M.
通讯作者：
Mader, H. M.