Nye billeder løser mysteriet om, hvorfor Mount St. Helens ikke er på linje med andre vulkaner

Noget af det klareste, mest omfattende billeder af de øverste adskillige miles af jordskorpen har hjulpet videnskabsmænd med at løse mysteriet om, hvorfor Mount St. Helens er placeret uden for hovedlinjen af ​​vulkanernes Cascade Arc.

En kæmpe underjordisk klippeformation på omkring 20-30 miles i diameter, kendt som Spirit Lake batholith, synes at have afledt magma og delvist smeltet sten uden for buen og mod vest, danner regionens mest aktive vulkan.

Resultaterne af undersøgelsen, som blev støttet af National Science Foundation og udført i samarbejde med U.S. Geological Survey, udkommer i denne uge Natur Geovidenskab .

Tidligere billeddannelsesundersøgelser har primært brugt seismiske metoder. Under naturlige jordskælv og kunstigt fremkaldte rystelser - ved at sætte eksplosioner i gang - kan videnskabsmænd afbilde nogle af egenskaberne ved underjordiske klipper ved at spore lydbølgerne. Denne metode giver ledetråde til strukturen, klippernes tæthed og temperatur.

For nylig, forskere bruger "magnetotelluriske, " eller MT data, som måler jordens elektriske ledningsevne under overfladen. Variationer i de geomagnetiske og geoelektriske felter kan afsløre meget om undergrundens struktur og temperatur, samt tilstedeværelsen af ​​væsker såsom magma.

"Enhver metode i sig selv kan føre til et niveau af usikkerhed, men når du lagrer dem sammen, som vi har gjort i dette projekt, får du et meget klarere billede af, hvad der ligger herunder, sagde Adam Schultz, en geofysiker fra Oregon State University, der er hovedforsker ved NSF-bevillingen til OSU og medforfatter på Natur Geovidenskab papir.

"Jo længere du kører målingerne, jo skarpere billeder og jo dybere kan du 'se' undergrunden. Vi fokuserede på de øvre 12-15 kilometer af skorpen, men med et længere eksperiment kunne vi se 200 til 300 kilometer under overfladen."

Forståelse af dannelsen af ​​Mount St. Helens begynder med pladetektonik. Ligesom i dag, hvor Juan de Fuca pladen bliver trukket under Nordamerika, i fortiden blev skorpeblokke med marine sedimenter "slået ind i kontinentet, hvor de opstod, " sagde Schultz.

"Dette materiale er mere permeabelt end omgivende sten og tillader magma at bevæge sig igennem det, " bemærkede han. "Den store batholit virker lidt som en prop i skorpen og omdirigeret magma, der normalt ville være udbrudt på linje med de andre store Cascade-vulkaner, hvilket resulterer i, at St. Helens dannes vest for Cascadia -buen, og Mount Adams lidt mod øst. "

Mount St. Helens oplevede et stort udbrud i maj 1980 og har siden gennemgået perioder med kuppelbygning (2004-08) og dvale. En undersøgelse i 2006 af forskere fra University of Canterbury i New Zealand gav nogle billeder af vulkanens undergrund. I løbet af det næste år, Schultz og forfatteren af ​​undersøgelsen fra 2006 vil bruge magnetotellurisk teknologi til at indsamle nye og forhåbentlig skarpere billeder for at se, hvor meget der har ændret sig siden denne undersøgelse.

Schultz sagde, at billederne fra den seneste undersøgelse er klare nok til, at ved løbende at overvåge de geoelektriske og geomagnetiske felter, de kan muligvis registrere ændringer i magmas bevægelse under Mount St. Helens, og måske andre vulkaner.

"Dette kan give os et nyt værktøj til at overvåge magmacyklussen, så vi ikke behøver at vente på kuppelbygningsfasen for at fortælle os, at forholdene ændrer sig, " sagde Schultz.