Advanced

Constraining the duration of eruptions of the Rangitoto volcano, New Zealand, using paleomagnetism

Aulin, Linda LU (2017) In Dissertations in Geology at Lund University GEOL01 20171
Department of Geology
Abstract
The volcano Rangitoto belongs to the Auckland volcanic field and is situated north east of Auckland city, New Zealand. The volcanos of the Auckland volcanic field have previously thought to be of monogenetic origin, but recent studies indicate that Rangitoto has a long history of eruptions, which would suggest that the volcanic system may have entered a new phase. The last eruption is dated to 500-550 years BP (1950 AD), however there is little evidence to support the possibility that Rangitoto will not erupt again or that a new volcano on a similar scale will erupt elsewhere in the Auckland area. Reconstruction of past eruptions of the volcano is of great importance to prepare for future volcanic hazards in the area. Two hypotheses of the... (More)
The volcano Rangitoto belongs to the Auckland volcanic field and is situated north east of Auckland city, New Zealand. The volcanos of the Auckland volcanic field have previously thought to be of monogenetic origin, but recent studies indicate that Rangitoto has a long history of eruptions, which would suggest that the volcanic system may have entered a new phase. The last eruption is dated to 500-550 years BP (1950 AD), however there is little evidence to support the possibility that Rangitoto will not erupt again or that a new volcano on a similar scale will erupt elsewhere in the Auckland area. Reconstruction of past eruptions of the volcano is of great importance to prepare for future volcanic hazards in the area. Two hypotheses of the eruption rate are presented; I) the majority of the eruptions took place within 150 years, ca 650-500 BP, and II) the eruptions were scattered over a period of a few thousand years. To test these hypotheses, paleomagnetic analyses of samples of lava flows from Rangitoto were used to compare variations in the recorded geomagnetic field with models based on regional independently dated paleomagnetic data. Paleointensity experiments were conducted on eight samples of volcanic rocks from Rangitoto according to the Thellier technique. The experiments resulted in two acceptable results and six rejected samples due to multidomain behaviour and thermochemical alteration. The accepted results, combined with additional paleointensity measurements based on an alternating microwave technique as well as independently measured paleomagnetic directions, have been compared to a regional paleomagnetic dataset. I conclude that the data are not sufficient to reject either hypothesis. Further paleomagnetic experiments are suggested. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Nya Zeeland – landet som ligger mitt på två kolliderande tektonikplattor. Ett land som präglas av jordbävningar och vulkanutbrott. Utanför Auckland i norra Nya Zeeland ligger den mytomspunna ön Rangitoto, som är en vulkan som tros ha uppstått från en s.k. hotspot, en plym av magma från djupt i manteln. Rangitoto har en eruptionshistoria på omkring 1000 år, och hade sitt senaste utbrott för bara 550 år sedan. 550 år kan tyckas länge sedan, men på den geologiska tidsskalan är det skrämmande nära, och mycket tyder på att ett utbrott kommer att ske igen.

Ungefär en tredjedel av Nya Zeelands befolkning bor i Auckland, och ett kommande vulkanutbrott skulle få förödande konsekvenser. För att kunna förbereda sig på en framtida eruption är det... (More)
Nya Zeeland – landet som ligger mitt på två kolliderande tektonikplattor. Ett land som präglas av jordbävningar och vulkanutbrott. Utanför Auckland i norra Nya Zeeland ligger den mytomspunna ön Rangitoto, som är en vulkan som tros ha uppstått från en s.k. hotspot, en plym av magma från djupt i manteln. Rangitoto har en eruptionshistoria på omkring 1000 år, och hade sitt senaste utbrott för bara 550 år sedan. 550 år kan tyckas länge sedan, men på den geologiska tidsskalan är det skrämmande nära, och mycket tyder på att ett utbrott kommer att ske igen.

Ungefär en tredjedel av Nya Zeelands befolkning bor i Auckland, och ett kommande vulkanutbrott skulle få förödande konsekvenser. För att kunna förbereda sig på en framtida eruption är det viktigt att undersöka Rangitotos tidigare eruptionshistoria. Detta är dock inte alltid så lätt, och många faktorer måste tas med i beräkningarna.
Jordens magnetfält har sitt ursprung från jordens yttre kärna. Den yttre kärnan är flytande och under ständig omrörning, vilket alstrar ett svagt magnetfält. Det är det här magnetfältet som gör att din kompass pekar mot norr, och att fåglarna flyger söderut under vinterhalvåret. Men det påverkar också mineralen du kan se i berget.
En metod som kan användas för att hjälpa till att datera lavaflöden är paleointensitetsmätningar. Det är en indirekt dateringsmetod som används genom att mäta den s.k. naturliga remanenta magnetiseringen (remanens kommer från det latinska ordet rema ’neo, och betyder ”stanna kvar”) hos en bergart, och jämföra resultaten med andra mätningar, som gjorts på andra faktorer.
Nästan alla mineral har egenskapen att vara magnetiska, men vissa mer än andra. När magma stelnar, och kristaller bildas, sparas en magnetisering i mineralen från det magnetfält som fanns vid tidpunkten för utbrottet. Detta är en termoremanent (termo = varm) magnetisering. Med paleointensitetsmätningar mäter man och ”byter ut” en bergarts magnetisering, för att sedan räkna ut sambandet mellan den nya och gamla magnetiseringen, och på så vis få fram vilken styrka magnetfältet hade när bergarten bildades. Detta gör man genom att hetta upp prover i höga temperaturer, växelvis i ett nollfält och ett konstgjort magnetfält. När all magnetisering ”bytts ut” kan resultaten korreleras med andra studier över magnetfältets variationer i tid, och det är möjligt att få fram en relativ åldersmodell.
Två hypoteser fanns i åtanke under projektets gång. Antingen att majoriteten av utbrotten har skett under en kortare period på ca 100 år, eller att utbrotten har skett sporadiskt över 1000 år. För att få fram ett konkret svar på dessa frågor behövs dock mer ingående undersökningar om geologin inuti Rangitoto, och mer data från paleointensitetsmätningar.
En modell över Rangitotos eruptionshistoria skulle vara till stor hjälp i riskplaneringen för Aucklandborna. Moder jord är dock spontan och oförutsägbar, och förhoppningsvis kommer hon inte väcka Rangitoto än på ett tag. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Aulin, Linda LU
supervisor
organization
course
GEOL01 20171
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
Rangitoto, paleomagnetism, paleointensity experiments, Auckland volcanic field, thermal demagnetization
publication/series
Dissertations in Geology at Lund University
report number
516
language
English
id
8914189
date added to LUP
2017-08-18 01:43:15
date last changed
2017-08-18 01:43:15
@misc{8914189,
  abstract     = {The volcano Rangitoto belongs to the Auckland volcanic field and is situated north east of Auckland city, New Zealand. The volcanos of the Auckland volcanic field have previously thought to be of monogenetic origin, but recent studies indicate that Rangitoto has a long history of eruptions, which would suggest that the volcanic system may have entered a new phase. The last eruption is dated to 500-550 years BP (1950 AD), however there is little evidence to support the possibility that Rangitoto will not erupt again or that a new volcano on a similar scale will erupt elsewhere in the Auckland area. Reconstruction of past eruptions of the volcano is of great importance to prepare for future volcanic hazards in the area. Two hypotheses of the eruption rate are presented; I) the majority of the eruptions took place within 150 years, ca 650-500 BP, and II) the eruptions were scattered over a period of a few thousand years. To test these hypotheses, paleomagnetic analyses of samples of lava flows from Rangitoto were used to compare variations in the recorded geomagnetic field with models based on regional independently dated paleomagnetic data. Paleointensity experiments were conducted on eight samples of volcanic rocks from Rangitoto according to the Thellier technique. The experiments resulted in two acceptable results and six rejected samples due to multidomain behaviour and thermochemical alteration. The accepted results, combined with additional paleointensity measurements based on an alternating microwave technique as well as independently measured paleomagnetic directions, have been compared to a regional paleomagnetic dataset. I conclude that the data are not sufficient to reject either hypothesis. Further paleomagnetic experiments are suggested.},
  author       = {Aulin, Linda},
  keyword      = {Rangitoto,paleomagnetism,paleointensity experiments,Auckland volcanic field,thermal demagnetization},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  series       = {Dissertations in Geology at Lund University},
  title        = {Constraining the duration of eruptions of the Rangitoto volcano, New Zealand, using paleomagnetism},
  year         = {2017},
}