Forskere argumenterer for mere omfattende undersøgelser af Cascade-vulkaner

Rækken af ​​vulkaner i Cascades Arc, lige fra Californiens Mt. Lassen i syd til Washingtons Mt. Baker i nord, er blevet undersøgt af geologer og vulkanologer i over et århundrede. Ansporet af spektakulære begivenheder såsom udbruddet af Mount Lassen i 1915 og Mount St. Helens i 1980, videnskabsmænd har studeret de fleste af Cascade-vulkanerne i detaljer, søger at finde ud af, hvor magmaet, der bryder ud, kommer fra, og hvordan fremtidige udbrud kan se ud.

Imidlertid, mysterier er stadig tilbage om, hvorfor nærliggende vulkaner ofte har radikalt forskellige historier om udbrud eller udbryder forskellige typer magma. Nu vil videnskabsmænd gerne finde ud af hvorfor - både for Cascades og for andre vulkanske områder.

I et perspektivisk essay offentliggjort i dag (22. marts) i Naturkommunikation , videnskabsmænd argumenterer for mere "syntese" forskning, der ser på det store billede af vulkanologi for at komplementere utallige forskningsindsatser, der ser på enkelte vulkaner.

"Undersøgelsen af ​​vulkaner er fascinerende i detaljer, og det har stort set været fokuseret på forskning i individuelle vulkaner snarere end det større billede, sagde Adam Kent, en vulkanekspert ved Oregon State University og en medforfatter på essayet. "Vi har nu indsigt og data til at gå ud over at se på bare Mount St. Helens og andre velkendte vulkaner. Vi kan tage et skridt tilbage og spørge, hvorfor er St. Helens anderledes end Mount Adams, hvorfor er det anderledes end Mount Hood?"

Undersøgelsen tager en ny tilgang til dette emne. "En måde at gøre dette på er at overveje den varme, det tog at skabe hver af vulkanerne i Cascades Arc, for eksempel, og sammenligne også dette med de lokale seismiske bølgehastigheder og varmestrømmen i skorpen, sagde Kent. "At forbinde disse forskellige datakilder sammen på denne måde giver os et bedre indblik i fortiden, men giv lidt vejledning om, hvad vi kan forvente i fremtiden."

Behovet for at studere vulkaner mere grundigt er simpelt, bemærkede Christy Till fra Arizona State University, hovedforfatter af Naturkommunikation historie.

På verdensplan lever næsten en milliard mennesker i områder med risiko for vulkanudbrud, 90 procent af dem lever i den såkaldte Pacific Ring of Fire.

Subduktionen af ​​Juan de Fuca tektoniske plade under den nordamerikanske plade er den ultimative drivkraft for dannelsen af ​​Cascade Range, samt mange af de jordskælv Nordvesten har oplevet. Subduktion resulterer i dyb smeltning af jordens kappe, og magmaen går derefter opad mod skorpen og overfladen, til sidst når overfladen for at producere vulkaner.

Men der er forskelle mellem vulkanerne, forskerne bemærker, herunder i den nordlige og sydlige del af Cascade Range.

"Vulkanerne i nord skiller sig ud, fordi de står alene, " sagde Kent. "I syden, du har også genkendelige tinder som de tre søstre og Mount Jefferson, men du også mange tusinde mindre vulkaner som Lava Butte og dem i McKenzie Pass-området imellem. Vores arbejde tyder på, at sammen med de større vulkaner, disse små centre kræver næsten det dobbelte af mængden af ​​magma, der tilføres skorpen i den sydlige del af Cascade Range."

Hvorfor er det vigtigt?

"Hvis du bor omkring en vulkan, du skal være forberedt på farer, og farerne er forskellige med hver anden type vulkan, " sagde Kent. "De nordlige kaskader vil sandsynligvis have udbrud i fremtiden, men vi ved, hvor de sandsynligvis vil være - ved de større stratovulkaner som Mount Rainier, Mount Baker og Glacier Peak. I syd kan de større vulkaner også have udbrud, men så har vi disse store felter med mindre - såkaldte 'monogenetiske' vulkaner. For disse er det sværere at udpege, hvor fremtidige udbrud vil forekomme."

Området for vulkanologi har udviklet sig en del, forskerne erkender, og der er nu behov for at integrere nogle af metodikken i individuelle detaljerede undersøgelser for at give et mere omfattende kig på hele det vulkanske system. Fortiden er fremtidens bedste informator.

"Hvis du ser på en vulkans geologi, du kan se, hvilken slags udbrud der er mest sandsynligt, " sagde Kent. "Mount Hood, for eksempel, vides at have haft ganske små udbrud tidligere, og virkningen af ​​disse er for det meste ret lokal. Crater Lake, på den anden side, sprede aske over store dele af det sammenhængende USA.

"Det, vi gerne vil vide, er, hvorfor en vulkan viser sig at være en Mount Hood, mens en anden udvikler sig til en kratersø, med en meget anderledes historie om udbrud. Dette kræver, at vi tænker over de data, vi har, på nye måder."

1980-udbruddet af Mt. St. Helens var et wake-up call til truslen fra vulkaner på det kontinentale USA, og selvom det er bemærkelsesværdigt, dens udbrud var relativt lille. Mængden af ​​magma involveret i udbruddet blev anslået til at være 1 kilometer i terninger (nok til at fylde omkring 400, 000 olympiske svømmebassiner), der henviser til, at udbruddet af Mt. Mazama 6, For 000 år siden var den skabte Crater Lake 50 km i terninger, eller 50 gange så stor.

Forskerne siger, at processen med at bygge og rive vulkaner fortsætter i dag, selvom det er svært at observere i hverdagen.

"Hvis du kunne se et time-lapse-kamera over millioner af år, du ville se vulkaner bygge sig langsomt op, og så eroderer ret hurtigt, sagde Kent, der er i OSU's College of Earth, Ocean, og Atmosfæriske Videnskaber. "Sommetider, begge dele sker på én gang."

Hvilken af ​​kaskaderne er mest tilbøjelige til at bryde ud? De smarte penge er på Mount St. Helens, på grund af dens seneste aktivitet, men mange af vulkanerne anses stadig for at være aktive.

"Jeg kan fortælle dig utvetydigt, at Mount Hood vil bryde ud i fremtiden, " sagde Kent. "Jeg kan bare ikke fortælle dig hvornår."

For ordens skyld, Kent sagde, at oddsene for, at Mt. Hood bryder ud i de næste 30 til 50 år, er mindre end 5 procent.