Forskare har upptäckt att skjuvkrafter inne i vulkaniska leder kan utlösa bildandet av gasbubblor i magma, oberoende av tryckfall. Denna mekanism förklarar varför vissa gasrika vulkaner producerar lugna lavaströmmar istället för våldsamma utbrott. Resultaten, publicerade i Science, kan förbättra modeller för utbrottsprognoser.
Intensiteten hos vulkanutbrott beror på antalet och tidpunkten för gasbubblor som bildas i stigande magma. Traditionellt trodde forskare att bubblor främst uppstod när trycket minskade under uppstigningen, liknande att korka upp champagne. Detta modell misslyckades dock med att förklara fall där vulkaner som Mount St. Helens i delstaten Washington och Quizapu i Chile släppte ut långsamma lavaströmmar trots att de innehöll mycket explosiv, gasrik magma.
Ett internationellt team, inklusive Olivier Bachmann från ETH Zurich, identifierade skjuvkrafter som en nyckelalternativ mekanism. I sin studie publicerad i Science den 21 november 2025 beskriver de hur magmarörelsen i leder — långsammare nära väggarna på grund av friktion — knådar den smälta bergarten och skapar bubblor även vid höga tryck. "Våra experiment visade att rörelsen i magman på grund av skjuvkrafter räcker för att bilda gasbubblor — även utan tryckfall," uppgav Bachmann.
Laboratorietester med en koldioxidinfuserad vätska som efterliknar magma bekräftade att skjuvkrafter över en tröskel snabbt genererar bubblor, särskilt i gasmättade blandningar. Simuleringar visade vidare att bubblor bildas föredraget nära ledväggar och kan koalescera till flyktkanaler, vilket tillåter tidig gasfrisättning. För gasrika magmor förhindrar detta tryckuppbyggnad och leder till lugna strömmar. "Ju mer gas magman innehåller, desto mindre skjuvkraft behövs för bubbelformning och bubbelväxt," förklarade Bachmann.
Omvänt kan plötslig skjuvkraft i gasfattiga magmor driva upp bubblor, påskynda uppstigningen och orsaka explosioner. Händelsen vid Mount St. Helens 1980 exemplifierar detta: Initial skjuvinducerad degasning producerade en långsam lavakupol, men ett jordskred senare orsakade ett snabbt tryckfall och explosion. "Vi kan därför förklara varför vissa viskösa magmor rinner ut lugnt istället för att explodera, trots hög gasinnehåll — ett pussel som förbryllat oss länge," noterade Bachmann.
Dessa insikter tyder på att många vulkaner med viskös magma avgasar effektivare än antagits. Att inkludera skjuvkrafter i modeller kan förbättra riskbedömningar. "För att bättre förutsäga vulkaners farlighets potential behöver vi uppdatera våra vulkanmodeller och ta hänsyn till skjuvkrafter i lederna," uppmanade Bachmann.