Undersøgelse afdækker ny information om alder, aktivitet af Alaskas Wrangell vulkansk bælte

En ny undersøgelse af et team af geologer, der omfatter Kansas State Universitys Matthew Brueseke, har fundet ud af, at Wrangell vulkanske bælte i Alaskas Wrangell-St. Elias National Park and Preserve er ældre end hidtil anerkendt og har bestemt, hvorfor dets vulkanske felt har været vedvarende aktivt, siden det blev dannet for omkring 30 millioner år siden.

Brueseke, lektor i geologi, og kolleger Jeffrey Benowitz, University of Alaska Fairbanks, og Jeffrey Trop, Bucknell University, er hovedforskere om kollaborative forskningstilskud fra National Science Foundation for at studere Wrangell vulkanske bælte, som strækker sig lidt over 300 miles fra det syd-centrale Alaska til det sydvestlige Yukon Territory i Canada.

"Oprindelsen af ​​det massive Wrangell vulkanbælte har været et mangeårigt mysterium, da man ikke ved meget om, hvordan denne vulkanske bue blev dannet, sagde Brueseke, hovedforfatter af "The Alaska Wrangell Arc:~30 millioner år med subduktionsrelateret magmatisme langs et stadig aktivt buetransformkryds, ", som er blevet offentliggjort online af tidsskriftet Terra Nova.

En vulkansk bue er et sted, hvor en oceanisk plade glider under en anden plade - Stillehavspladen, der glider under den kontinentale nordamerikanske plade i tilfælde af Wrangell vulkanbuen, sagde Brueseke. Hvor de to plader støder sammen kaldes en subduktionszone, og den tættere plade skubbes ned til jordens kappe i en vinkel. Subduktionszoner er karakteriseret ved udbredte og farlige vulkaner og skadelige jordskælv. Subduktionszoner er også steder, hvor kontinental skorpe i det væsentlige dannes, som er laget af magmatisk, sedimentær og metamorf bjergart, der danner kontinenterne.

Forskerne indsamlede en række klippeprøver i fjerntliggende dele af nationalparken - nogle steder kun tilgængelige med lette fly, der kan lande på ekstremt stenede steder - og studerede dem under mikroskoper tilbage på deres universiteter. Nogle prøver blev pulveriseret til et pulver, der blev sendt til laboratorier, der evaluerer grundstof- og isotopkoncentrationer for at bestemme, hvad der smeltede for at danne klippen. Radiometrisk datering hjalp også forskerne med at sammensætte historien om Wrangell-vulkanfeltet, herunder hyppigheden af ​​udbrud, relative aldre for sine forskellige vulkaner, og forholdet mellem vulkandannelse og pladebevægelser.

Geologernes undersøgelse producerede nye geokemiske og geokronologiske data, der dækker hele vulkanbuens dannelse. Sammenholdt med data fra tidligere undersøgelser, holdet var i stand til at bestemme alderen på det vulkanske bælte.

"Disse nye data hjalp med at demonstrere, at Wrangell vulkanbæltets magmatisme startede for mindst cirka 30 millioner år siden, hvilket er flere millioner år tidligere end tidligere anerkendt, " sagde Brueseke.

Wrangell vulkanbæltet er også hjemsted for nogle af de største vulkaner på Jorden – målt i højde og volumen – inklusive mindst to, der er historisk aktive og betragtes som farlige af U.S. Geological Survey, sagde Brueseke. Vulkanerne har ikke haft et større udbrud af lava og aske i dette århundrede, men har løbende frigivet damp og små askefaner siden deres dannelse.

Denne kontinuerlige aktivitet er usædvanlig, Brueseke sagde, da et subduktionsrelateret vulkanbælte normalt har lange perioder uden vulkansk aktivitet.

Geologerne fastslog, at placering og geometri har meget at gøre med vulkanernes kontinuerlige aktivitet og størrelse.

"Placeringen af ​​den vulkanske bue er over kanten af ​​en subduktionsplade, der subducerer i en lav vinkel, " sagde Brueseke. "Vulkanerne er usædvanligt store på grund af væskedannelse fra lavvinkelpladen, pladekantens opstrømning og skorpeskalaforkastninger, der fungerer som magmakanaler."

Alt det, der skaber et miljø, der giver mulighed for øgede mængder magma, som så kan bevæge sig op gennem skorpen langs forkastningerne og evt. bryde ud. Flere forkastninger er også lig med flere veje for magmaen. Fordi vulkanerne er så store, et større udbrud kan påvirke lufttrafikken og sandsynligvis forårsage miljøændringer, sagde Brueseke.