De spektakulære kolonnene på Giant's Causeway i Nord-Irland ser ut som et arkitektonisk vidunder, men formasjonen er helt naturlig. Det utviklet seg for mellom 50 til 60 millioner år siden da en flom av lava oozed fra sprekker i jorden. Den smeltede steinen ble avkjølt og sammensveiset og sprakk inn i en serie på rundt 40 000 søyler, mest i nesten perfekte sekskantede former.
Men den nøyaktige temperaturen som den kjølende lava sprakk, har lenge vært et mysterium. Nå som Hannah Devlin rapporterer for The Guardian, har forskere funnet ut svaret: Giant's Causeway (og andre lignende formasjoner) dannet ved temperaturer mellom 1.544 og 1.634 grader Fahrenheit.
"[Dette] er et spørsmål som har fascinert geologiens verden i veldig lang tid, " sier Yan Lavallée, professor i vulkanologi ved University of Liverpool, i en pressemelding. Så for å komme med svar Lavallée og hans kolleger gjenskapt dannelsesprosessen i et laboratorium.
De samlet kjerner av den mørke vulkanske bergarten, kalt basalt, fra dypt inne i den islandske vulkan fra Eyjafjallajökull - det samme materialet som utgjør kjempekausen. De varmet opp kjernene, som var omtrent åtte centimeter lange, til mer enn 1800 grader Fahrenheit.
Under oppvarmingen begynte bergartene å myke opp og bli til smeltet bergart. Forskerne brukte deretter et mekanisk apparat for å sikre bergartene under avkjøling, og målte temperaturen ved brudd.
Dette ga forskerne et solid estimat for temperaturene der Giant's Causeway begynte å splitte seg i kolonner. Resultatene antyder at den finner sted rett under temperaturen som lavaen svinger til fjell, som er omtrent 1 800 grader Fahrenheit. Forskerne beskriver prosessen i en ny studie publisert i tidsskriftet Nature Communications .
Da Giant's Causeway dannet seg, var regionen under intens vulkansk aktivitet. Og resultatene fra den brølende jorden har lenge inspirert undring og til og med mytos for å forklare de nysgjerrige formasjonene. Som Devlin rapporterer, hevder en legende at Finn MacCool, en irsk gigant, bygde Giant's Causeway som en måte å krysse inn i Skottland for å konfrontere en rival.
Denne studien markerer første gang forskere har reprodusert dannelsesprosessen og kunne bidra til å forklare hvordan andre basaltiske søyler kom til å være. Tilsvarende steder finnes på Island, USA (for eksempel bergformasjonen ved Devils Postpile National Monument) og og til og med Mars, rapporterer David Nield for Science Alert . Men de er ikke alltid i samme form og størrelse. Flere variabler, inkludert kjølehastigheter, kan endre hvordan kolonnene vises.
Resultatene fra denne siste studien kan også ha konsekvenser for vulkanologi og geotermisk forskning. Som Jackie Kendrick, en forsker og forfatter av studien, forklarer i pressemeldingen, kunne resultatene hjelpe forskere med å forstå varmeoverføring, en viktig del av å utnytte geotermisk energi.
"Å kjenne til punktet der avkjøling av magmafrakturer er kritisk, fordi det - utover som fører til snittet av dette fantastiske geometriske trekket, initierer væskesirkulasjon i bruddnettet, " sier Kendrick. "Fluidstrøm styrer varmeoverføring i vulkanske systemer, som kan utnyttes for produksjon av geotermisk energi."
Som Devlin rapporterer, håper Lavallée å utvide studien i fremtiden ved å gjenskape disse funksjonene med et større basseng med smeltet stein. Men den siste studien svarte på mange dvelende spørsmål om prosessen.
"Jeg har brukt over et tiår på å gruble på hvordan jeg skal ta opp dette spørsmålet og konstruere det rette eksperimentet for å finne svaret på dette spørsmålet, " sier Lavallée i uttalelsen. "Nå, med denne studien, har vi funnet ut at svaret er varmt, men etter at det stivnet."
