Frances Deegan ผู้เขียนคนแรกของการศึกษาและนักวิจัยจาก Department of Earth Sciences ของ Uppsala University สรุปผลการวิจัย

"แมกมาก่อตัวขึ้นในชั้นปกคลุม และองค์ประกอบของชั้นปกคลุมภายใต้อินโดนีเซียเคยเป็นที่รู้จักเพียงบางส่วนเท่านั้น การมีความรู้ที่ดีขึ้นเกี่ยวกับชั้นปกคลุมของโลกในภูมิภาคนี้ช่วยให้เราสามารถสร้างแบบจำลองที่เชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในหินหนืดเมื่อมันทะลุผ่าน เปลือกโลกที่นั่น ซึ่งมีความหนา 20 ถึง 30 กิโลเมตร ก่อนการปะทุ"

องค์ประกอบของแมกมาแตกต่างกันอย่างมากจากสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง และมีผลกระทบต่อประเภทของภูเขาไฟระเบิดที่เกิดขึ้น หมู่เกาะชาวอินโดนีเซียถูกสร้างขึ้นโดยภูเขาไฟที่เกิดจากแผ่นเปลือกโลกสองแผ่นของโลกชนกันที่นั่น ในการชนกันครั้งนี้ แผ่นเปลือกโลกอินโด-ออสเตรเลียจะเลื่อนอยู่ใต้แผ่นเปลือกโลกยูเรเซียนด้วยความเร็วประมาณ 7 ซม. ต่อปี กระบวนการนี้เรียกว่าการมุดตัว สามารถทำให้เกิดแผ่นดินไหวรุนแรงได้ ตัวอย่างเช่น ภัยพิบัติสึนามิในปี 2547 เกิดจากการเคลื่อนตัวไปตามขอบจานพิเศษนี้

ภูเขาไฟก็เกิดขึ้นในเขตมุดตัวเช่นกัน เมื่อแผ่นธรณีสัณฐานที่จมลงไปในเสื้อคลุม มันจะร้อนขึ้นและน้ำที่บรรจุอยู่จะถูกปล่อยออกมา ทำให้หินที่อยู่รอบๆ เริ่มละลาย ผลที่ได้คือภูเขาไฟที่มักจะระเบิดและก่อตัวเป็นกลุ่มเกาะที่มีรูปร่างโค้งมนเมื่อเวลาผ่านไป ตามแนวซุนดาอาร์ค ซึ่งประกอบด้วยหมู่เกาะทางใต้ของอินโดนีเซีย เกิดการระเบิดของภูเขาไฟอย่างรุนแรงหลายครั้ง ตัวอย่าง ได้แก่ Krakatoa ในปี 1883, Mount Tambora ในปี 1815 และ Toba ซึ่งมีการปะทุครั้งใหญ่เมื่อ 72,000 ปีก่อน

หินหนืดทำปฏิกิริยาทางเคมีกับหินโดยรอบเมื่อมันทะลุผ่านเปลือกโลกก่อนที่จะแตกออกบนพื้นผิว ดังนั้นจึงสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างกว้างขวางในหมู่ภูเขาไฟ เพื่อให้เข้าใจที่มาของภูเขาไฟในอินโดนีเซียได้ดีขึ้น นักวิจัยต้องการค้นหาองค์ประกอบของแมกมา "ปฐมภูมิ" ซึ่งได้มาจากเสื้อคลุมตัวเอง เนื่องจากไม่สามารถเก็บตัวอย่างได้โดยตรงจากเสื้อคลุม นักธรณีวิทยาจึงศึกษาแร่ธาตุในลาวาที่เพิ่งพุ่งออกมาจากภูเขาไฟสี่ลูก ได้แก่ เมราปีและเกลุตในชวา และอากุงและบาตูร์ในบาหลี

นักวิจัยได้ตรวจสอบผลึกของไพร็อกซีนโดยใช้ลำแสงไอออนอันทรงพลังจากเครื่องตรวจวัดมวลไอออนทุติยภูมิ (SIMS) ซึ่งเป็นรูปแบบล้ำสมัยของแมสสเปกโตรมิเตอร์ แร่ธาตุนี้เป็นหนึ่งในกลุ่มแรกที่ตกผลึกจากแมกมา สิ่งที่พวกเขาต้องการตรวจสอบคืออัตราส่วนของไอโซโทปออกซิเจน 16O และ 18O ซึ่งเปิดเผยอย่างมากเกี่ยวกับแหล่งที่มาและวิวัฒนาการของแมกมา

"ลาวาประกอบด้วยออกซิเจนประมาณร้อยละ 50 และเปลือกโลกและเสื้อคลุมของโลกมีความแตกต่างกันอย่างมากในองค์ประกอบของไอโซโทปออกซิเจน ดังนั้น เพื่อติดตามว่าหินหนืดได้หลอมรวมสสารจากเปลือกโลกหลังจากออกจากเปลือกโลกมากน้อยเพียงใด ไอโซโทปออกซิเจนจึงมีประโยชน์มาก" ฟรานเซส ดีแกนกล่าว

นักวิจัยพบว่าองค์ประกอบออกซิเจนของแร่ธาตุ pyroxene จากบาหลีแทบไม่ได้รับผลกระทบเลยในระหว่างการเดินทางผ่านเปลือกโลก องค์ประกอบของมันค่อนข้างใกล้เคียงกับสภาพเดิมซึ่งบ่งชี้ว่ามีตะกอนน้อยที่สุดถูกดึงลงไปในเสื้อคลุมระหว่างการมุดตัว พบรูปแบบที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในแร่ธาตุจากชวา

"เราสามารถเห็นได้ว่า Merapi ในชวาแสดงเอกลักษณ์ของไอโซโทปที่แตกต่างจากภูเขาไฟในบาหลีอย่างมาก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะแมกมาของ Merapi มีปฏิสัมพันธ์อย่างเข้มข้นกับเปลือกโลกก่อนที่จะปะทุ นั่นสำคัญมากเพราะเมื่อแมกมาทำปฏิกิริยากับ หินปูนที่พบในเกาะชวาตอนกลางใต้ภูเขาไฟ หินหนืด เต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ การระเบิดก็จะรุนแรงมากขึ้น นั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไม Merapi ถึงอันตราย จริงๆ แล้วเป็นหนึ่งในภูเขาไฟที่อันตรายที่สุดในอินโดนีเซีย: มันคือ คร่าชีวิตผู้คนไปเกือบ 2,000 คนในช่วง 100 ปีที่ผ่านมา และการปะทุครั้งล่าสุดคร่าชีวิตผู้คนไป 400 คน” ศาสตราจารย์วาเลนติน โทรลล์ จากภาควิชาธรณีศาสตร์ มหาวิทยาลัยอัปซาลา กล่าว

การศึกษานี้เป็นความร่วมมือระหว่างนักวิจัยที่มหาวิทยาลัย Uppsala, พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งสวีเดนในสตอกโฮล์ม, มหาวิทยาลัยเคปทาวน์ในแอฟริกาใต้, มหาวิทยาลัยไฟรบูร์กในเยอรมนี และ Vrije Universiteit (VU) อัมสเตอร์ดัมในเนเธอร์แลนด์ ผลการศึกษาช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราว่าภูเขาไฟในหมู่เกาะชาวอินโดนีเซียทำงานอย่างไร

Frances Deegan กล่าวว่า "อินโดนีเซียมีประชากรหนาแน่น และทุกอย่างที่ช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้นว่าภูเขาไฟเหล่านี้ทำงานอย่างไรจึงมีค่า และช่วยให้เราเตรียมพร้อมได้ดีขึ้นเมื่อภูเขาไฟปะทุ"