Kigger på VVS på en af ​​Aleuternes mest aktive vulkaner

En ny tilgang til analyse af seismiske data afslører dybe lodrette zoner med lav seismisk hastighed i VVS-systemet, der ligger under Alaskas Cleveland-vulkan, en af ​​de mest aktive af de mere end 70 aleutiske vulkaner. Resultaterne er offentliggjort i Videnskabelige rapporter af Helen Janiszewski, for nylig fra Carnegie, nu ved University of Hawai'i i Manoa, og Carnegies Lara Wagner og Diana Roman.

Buevulkaner som Cleveland dannes over pladegrænser, hvor en tektonisk plade glider under en anden. De er forbundet med jordens kappe af komplekse underjordiske strukturer, der krydser hele tykkelsen af ​​planetens skorpe. Disse strukturer er mere komplekse end de store kamre af smeltet sten, der ligner en lærebogsillustration af en vulkan. Hellere, de omfatter en sammenflettet række af fast sten og en "grødet" blanding af delvist smeltet sten og faste krystaller.

At løse denne underjordiske arkitektur er afgørende for nødplanlægning og redning af menneskeliv. Men disse regioner har været svære at forestille sig.

Da det er umuligt for mennesker direkte at observere dybden af ​​vores planets indre, videnskabsmænd har brug for instrumenter til at hjælpe dem med at visualisere, hvad der sker dernede. Traditionelt, en række geofysiske og geokemiske tilgange er indsat for at bestemme de strukturer, der eksisterer under en vulkan.

For eksempel, de seismiske bølger forårsaget af jordskælv kan bruges som en ultralyd til at kortlægge Jordens indre. Men for at dette skal virke, bølgerne skal nå de underjordiske strukturer, som forskerne ønsker at studere. Selvom Cleveland har hyppige gasemissioner, eksplosioner, og askeaflejringer på overfladen, der er meget få tegn på seismisk aktivitet dybt under vulkanen. Dette gør billeddannelsen af ​​arkitekturen af ​​den nederste og mellemste skorpe under Cleveland meget udfordrende.

Indtil nu, antallet af instrumenter, der var nødvendige for at bruge seismiske bølger, der rejser fra mere fjerne jordskælv til billeddannelse, var uoverkommeligt.

I dette arbejde, Janiszewski demonstrerede en ny teknik, der bruger seismiske bølger, der kommer fra fjerne jordskælv, men isolerer kun den del af dem, der er påvirket af at bevæge sig gennem grænsen mellem jordens kappe og skorpe. Dette gjorde det muligt for Janiszewski at bygge modeller, der bedre adskiller de delvist smeltede områder fra den omgivende faste sten i disse svært tilgængelige dybder under Cleveland-vulkanen uden at kræve et meget mere omfattende antal seismiske stationer ved overfladen.

"Vi afslørede vulkanens dybe underjordiske struktur i aldrig før sete detaljer, at bruge færre instrumenter i en størrelsesorden, end det er typisk for detaljeret seismisk billeddannelse ved vulkaner, " sagde Janiszewski.

I modsætning til typiske seismiske billeddannelseseksperimenter, der implementerer snesevis af seismometre, denne undersøgelse brugte kun otte. Seks af disse stationer blev indsat som en del af det NSF-finansierede Islands of the Four Mountains-eksperiment mellem august 2015 og juli 2016. To var permanente Alaska Volcano Observatory-stationer.

"Teknikken vil tillade billeddannelse af strukturer under vulkaner, hvor der kun er nogle få stationer, eller hvor mangel på dybe jordskælv i nærheden gør andre metoder vanskelige, " tilføjede Janiszewski.