Uncovering Hotspot Volcanism: Mantle Melting, Magmatic Plumbing, Explosive Eruptions and Crustal Contamination at Kilauea Volcano, Hawaii
揭示热点火山活动:夏威夷基拉韦厄火山的地幔融化、岩浆管道、爆炸性喷发和地壳污染
基本信息
- 批准号:1449744
- 负责人:
- 金额:$ 36万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2015
- 资助国家:美国
- 起止时间:2015-07-01 至 2019-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Hawaii's Kilauea Volcano is one of the best places on Earth to study processes within basaltic volcanoes. Its high eruption frequency, easy access to lavas, distinct geologic setting in the central Pacific far from plate boundaries or continents, and the extensive knowledge base on Kilauea allows research us to address fundamental problems related to active volcanoes. The tasks and issues we propose to address are: 1) Monitoring the magmatic evolution of lavas from Kilauea's two ongoing eruptions to evaluate mantle melting processes and the magmatic architecture of the volcano; 2) Documenting the extent and origin of crustal contamination in its recent lavas; 3) Determining the controls of Kilauea's effusive-explosive cycles during the last 2200 years; and 4) Creating an education module to engage students in learning science through studying active volcanoes.Hawaii is a superb location for petrologic and geochemical research on basaltic volcanoes. Prior NSF support has allowed the Principal Investigator and colleagues to monitor the petrologic and geochemical variations of lava from the current rift eruption and to witness the dynamic changes in the melting process and mantle source composition during this long-lasting magmatic event. Our published work has shown that melt is transported through the mantle in open channels to the surface without significant pooling and homogenization, preserving remarkable short-term (~10 years) Pb isotopic variations. The new summit eruption (ongoing since 2008) provided the first samples from Kilauea's central magma storage reservoir since 1982. These new samples indicate a geochemically distinct mantle-derived magma was delivered to the summit reservoir in 2009 that has not yet (as of 2012) erupted at Pu'u 'O'o. If the geochemical differences between these two eruptions persist, they suggest there are separate conduits to the mantle for each vent, a major departure from current models for Kilauea's magmatic system. New studies have shown that explosive eruptions have dominated Kilauea's last 2200 years and that geochemistry may be a harbinger of explosive eruptions. NSF funding will be used to: 1. Monitor the magmatic evolution of Kilauea lavas from its two ongoing eruptions; 2. determine whether the O isotope variations we have observed for Kilauea lavas are related to crustal contamination or source heterogeneity; and 3. extend our study of temporal geochemical variations of Kilauea's rocks ~2000 years into its explosive past to determine whether enriched magmas are indicators of explosive eruptions. Our geochemical results have been and will continued to be integrated with observations from Hawaiian Volcano Observatory's field, geochemical and geophysical monitoring programs, and interpreted in consultation with their staff. Our holistic approach to evaluating magmatic processes at Kilauea is critical for understanding how this and other basaltic volcanoes work.
夏威夷的基拉韦厄火山是地球上研究玄武岩火山过程的最佳地点之一。其高喷发频率、容易接触熔岩、远离板块边界或大陆的中太平洋独特的地质环境以及基拉韦厄的广泛知识库使我们能够研究解决与活火山相关的基本问题。我们建议解决的任务和问题是: 1)监测基拉韦厄火山两次持续喷发的熔岩岩浆演化,以评估地幔熔化过程和火山的岩浆结构; 2) 记录最近熔岩中地壳污染的程度和来源; 3) 确定过去2200年基拉韦厄火山喷流-爆炸循环的控制; 4) 创建一个教育模块,让学生通过研究活火山来学习科学。夏威夷是玄武岩火山岩石学和地球化学研究的绝佳地点。先前的 NSF 支持使首席研究员和同事能够监测当前裂谷喷发熔岩的岩石学和地球化学变化,并见证这一长期岩浆事件期间熔化过程和地幔源成分的动态变化。我们发表的工作表明,熔体通过地幔的开放通道输送到地表,没有显着的汇集和均质化,从而保留了显着的短期(约 10 年)Pb 同位素变化。新的山顶喷发(自 2008 年以来持续)提供了自 1982 年以来基拉韦厄中央岩浆储存库的第一批样本。这些新样本表明,地球化学上独特的源自地幔的岩浆于 2009 年被输送到山顶储存库,但尚未(截至 2012 年)在 Pu'u 'O'o 爆发。如果这两次喷发之间的地球化学差异持续存在,他们表明每个喷口都有单独的通往地幔的管道,这与基拉韦厄岩浆系统的当前模型有很大不同。新的研究表明,基拉韦厄火山过去 2200 年主要是爆发性喷发,而地球化学可能是爆发性喷发的先兆。 NSF 资金将用于: 1. 监测基拉韦厄熔岩两次持续喷发的岩浆演化; 2. 确定我们在基拉韦厄熔岩中观察到的 O 同位素变化是否与地壳污染或来源异质性有关; 3. 将我们对基拉韦厄岩石时间地球化学变化的研究扩展到约 2000 年的爆炸过去,以确定浓缩的岩浆是否是爆炸性喷发的指标。我们的地球化学结果已经并将继续与夏威夷火山观测站的现场观测、地球化学和地球物理监测计划相结合,并与工作人员协商进行解释。我们评估基拉韦厄火山岩浆过程的整体方法对于了解这座火山和其他玄武岩火山的工作原理至关重要。
项目成果
期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
How old is Kīlauea Volcano (Hawai‘i)? Insights from 40 Ar/ 39 Ar dating of the 1.7-km-deep SOH-1 core
卡劳埃火山(夏威夷)有多少年历史?
- DOI:10.1130/g38419.1
- 发表时间:2016-12
- 期刊:
- 影响因子:5.8
- 作者:Garcia, Michael O.;Jicha, Brian R.;Marske, Jared P.;Pietruszka, Aaron J.
- 通讯作者:Pietruszka, Aaron J.
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Michael Garcia其他文献
オスミウム同位体と強親鉄性元素組成からみたハワイ諸島、カウラ島産マントル捕獲岩の起源
基于锇同位素和强亲铁元素组成的夏威夷群岛卡瓦拉岛地幔捕虏体的起源
- DOI:
- 发表时间:
2019 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
藤田 遼;石川 晃;横山 哲也;Michael Garcia - 通讯作者:
Michael Garcia
SCOD: Active Object Detection for Embodied Agents using Sensory Commutativity of Action Sequences
SCOD:使用动作序列的感觉交换性对实体主体进行主动对象检测
- DOI:
- 发表时间:
2021-07-05 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Hugo Caselles;Michael Garcia;David Filliat - 通讯作者:
David Filliat
Overcoming Barriers to Health Care Access in Rural Latino Communities: An Innovative Model in the Eastern Coachella Valley.
克服拉丁裔农村社区获得医疗保健的障碍:东部科切拉山谷的创新模式。
- DOI:
10.1111/jrh.12483 - 发表时间:
2020-06-30 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Monica Tulimiero;Michael Garcia;María Rodríguez;A. Cheney - 通讯作者:
A. Cheney
オスミウム同位体と強親鉄性元素組成からみたハワイ諸島、カウラ島産マントル捕獲岩の起源
基于锇同位素和强亲铁元素组成的夏威夷群岛卡瓦拉岛地幔捕虏体的起源
- DOI:
- 发表时间:
2019 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
藤田 遼;石川 晃;横山 哲也;Michael Garcia - 通讯作者:
Michael Garcia
Micronutrient deficiencies in patients with gastrointestinal cancer: To treat or not to treat.
胃肠道癌症患者的微量营养素缺乏:治疗或不治疗。
- DOI:
- 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:3.1
- 作者:
Joanna Turkiewicz;Michael Garcia;Zhaoping Li;V. Surampudi - 通讯作者:
V. Surampudi
Michael Garcia的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Michael Garcia', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: Taking the Pulse of the Northwest Hawaiian Ridge: Implications for Flux Variations and Mid-Cenozoic Pacific Plate Motions
合作研究:把握西北夏威夷海脊的脉搏:对通量变化和中新生代太平洋板块运动的影响
- 批准号:
1834758 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
Using Loihi Basaltic Rocks to Understand the Hawaiian Plume
利用 Loihi 玄武岩了解夏威夷羽流
- 批准号:
1737284 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
Ni Systematics in Olivine as Fingerprints of Magmatic Processes in Hawaiian Basalts
橄榄石中镍的系统学作为夏威夷玄武岩岩浆过程的指纹
- 批准号:
1347915 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
Hawaiian Ridge Age, Source, Composition and Melt Flux Variations: Implications for Plume Dynamics and Plate Kinematics
夏威夷山脊年龄、来源、成分和熔体通量变化:对羽流动力学和板块运动学的影响
- 批准号:
1219955 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Magmatic Evolution of Kilauea Volcano, Hawaii: Past, Present and Future
合作研究:夏威夷基拉韦厄火山的岩浆演化:过去、现在和未来
- 批准号:
1118741 - 财政年份:2011
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Hawaiian Plume Heterogeneity Revealed by Kilauea's Ongoing Eruption, Prehistoric Lavas and Olivine-hosted Melt Inclusions
合作研究:基拉韦厄火山的持续喷发、史前熔岩和橄榄石熔融包裹体揭示了夏威夷羽流的异质性
- 批准号:
0738817 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: The Transition from Subduction to Extensional Magmatism in the Dry Valleys of Antarctica
合作研究:南极洲干谷从俯冲到伸展岩浆作用的转变
- 批准号:
0636607 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
RIG-CAA: Myelin Dependent Structuring of Axoplasm requires Phosphorylation of NF-M
RIG-CAA:轴浆的髓磷脂依赖性结构需要 NF-M 的磷酸化
- 批准号:
0544602 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
Secondary Hawaiian Hotspot Volcanism: What, When, Where, and Why?
夏威夷次生热点火山活动:什么、何时、何地以及为什么?
- 批准号:
0510482 - 财政年份:2005
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Continuing Grant
相似国自然基金
IKZF1-N159Y/S热点突变在急性白血病中的致病机制研究
- 批准号:82300168
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
高密度热点矩阵组装协同抗肿瘤药物分离富集的SERS快速检测研究
- 批准号:62305347
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
动力电池内短路热点生长机制及抑制方法研究
- 批准号:52307240
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
内置“热点”三维等离激元阵列增强拉曼及其机理研究
- 批准号:12304440
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
多热点核环境异构感知及多场信息驱动下的机器人同步自主探测
- 批准号:62273123
- 批准年份:2022
- 资助金额:54 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Variations in Hotspot Volcanism as a Key to Understanding Deep Mantle Dynamics
热点火山活动的变化是理解深部地幔动力学的关键
- 批准号:
1520856 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Continuing Grant
Evaluating the Complex 40Ar/39Ar Age Progressions Along the Cook-Austral Ocean Islands Representing Archetype Secondary Hotspot Volcanism
评估代表次生热点火山活动原型的库克-南大洋群岛沿线复杂的 40Ar/39Ar 年龄演化
- 批准号:
1533827 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant
Secondary Hawaiian Hotspot Volcanism: What, When, Where, and Why?
夏威夷次生热点火山活动:什么、何时、何地以及为什么?
- 批准号:
0510482 - 财政年份:2005
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Continuing Grant
Testing mantle plume theory by reconstructing the temporal-spatial and geochemical development of hotspot volcanism linked to the Galapagos plume
通过重建与加拉帕戈斯地幔柱相关的热点火山活动的时空和地球化学发展来检验地幔柱理论
- 批准号:
5396345 - 财政年份:2002
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Research Grants
Hotspot Volcanism and the Role of the Oceanic Lithospheric Mantle - An Integrated Geochemical Case Study
热点火山活动和大洋岩石圈地幔的作用——综合地球化学案例研究
- 批准号:
9725681 - 财政年份:1998
- 资助金额:
$ 36万 - 项目类别:
Standard Grant