Некоторые из самых четких и исчерпывающих изображений верхней части земной коры в несколько миль помогли ученым разгадать тайну того, почему гора Сент-Хеленс расположена за пределами главной линии Каскадной дуги вулканов.
Гигантское подземное скальное образование диаметром около 20-30 миль, известное как батолит Спирит-Лейк, по-видимому, отклонило магму и частично расплавленную породу за пределы дуги и на запад, сформировав самый активный вулкан в регионе.
Результаты исследования, проведенного при поддержке Национального научного фонда и Геологической службы США, опубликованы на этой неделе в журнале Nature Geoscience.
В предыдущих исследованиях изображений в основном использовались сейсмические методы. Во время естественных землетрясений и искусственно вызванных толчков - путем инициирования взрывов - ученые могут отображать некоторые свойства подповерхностных пород, отслеживая звуковые волны. Этот метод дает представление о структуре, плотности и температуре горных пород.
В последнее время исследователи используют «магнитотеллурические» или МТ-данные, которые измеряют электрическую проводимость под поверхностью Земли. Изменения в геомагнитных и геоэлектрических полях могут многое рассказать о структуре и температуре недр, а также о наличии флюидов, таких как магма.
«Любой метод сам по себе может привести к определенному уровню неопределенности, но когда вы сложите их вместе, как мы сделали в этом проекте, вы получите гораздо более четкое представление о том, что лежит ниже», - сказал Адам Шульц, представитель штата Орегон. Университетский геофизик, главный исследователь гранта NSF для OSU и соавтор статьи в Nature Geoscience.
"Чем дольше вы проводите измерения, тем четче изображения и тем глубже вы можете "видеть" недра. Мы сосредоточились на верхних 12-15 километрах земной коры, но с более длительным экспериментом мы могли От 200 до 300 километров под поверхностью."
Понимание формирования горы Сент-Хеленс начинается с тектоники плит. Как и в наши дни, когда плита Хуан-де-Фука погружается под Северную Америку, в прошлом блоки земной коры с морскими отложениями «врезались в континент, где они срослись», - сказал Шульц.
«Этот материал более проницаем, чем окружающая порода, и позволяет магме проходить сквозь него», - отметил он. «Большой батолит действует как пробка в земной коре и отводит магму, которая обычно должна была извергаться вместе с другими крупными каскадными вулканами, в результате чего Сент-Хеленс сформировался к западу от дуги Каскадия, а гора Адамс - чуть ближе. Восток."
Гора Сент-Хеленс пережила сильное извержение в мае 1980 года и с тех пор пережила периоды строительства купола (2004-08) и бездействия. Исследование, проведенное в 2006 году исследователями из Кентерберийского университета в Новой Зеландии, предоставило некоторые изображения недр вулкана. В течение следующего года Шульц и автор исследования 2006 года будут использовать магнитотеллурическую технологию, чтобы собрать новые и, надеюсь, более четкие изображения, чтобы увидеть, как много изменилось со времени этого исследования.
Шульц сказал, что изображения из последнего исследования достаточно четкие, чтобы, непрерывно контролируя геоэлектрические и геомагнитные поля, они могли обнаружить изменения в движении магмы под горой Сент-Хеленс и, возможно, другими вулканами.
«Это может дать нам новый инструмент для мониторинга цикла магмы, поэтому нам не нужно ждать фазы строительства купола, чтобы сообщить нам, что условия меняются», - сказал Шульц.