在圣海伦山下面可以看到深深的岩浆房

地球科学家首次揭示了太平洋西北地区最活跃的火山圣海伦斯山下的岩浆管道。 新兴图片包括一个巨大的岩浆房,位于地表以下5至12公里处,第二个甚至更大的房间位于地表以下12至40公里之间。 两个房间似乎以一种方式相连,这种方式可以帮助解释1980年喷发的事件顺序,该事件将圣海伦火山的盖子吹掉。

到目前为止,研究人员只有深腔的二维图像。 德克萨斯州休斯顿莱斯大学的地球物理学家艾伦莱万德说,如果他们发现它延伸到北方或南方,那就意味着区域火山灾害更加分散而不是分散,他们正在做的实验的领导者地下成像。 他补充说:“在那里可以提供一切东西,这并不是一件容易的事。”

Levander于11月3日在马里兰州巴尔的摩举行的美国地质学会会议上公布了这一结果详细图片。 该活动是“圣海伦斯下的成像岩浆”(iMUSH),于2014年开始,当时研究人员在地面上的2500条地震仪上探测了火山周围的小径和伐木道路。 然后他们引爆了23次爆炸射击,每次射击都发生了小地震。 莱万德说:“你会感觉到这种巨大的滚动,每个人都会去,'哇哇'。”

这些射击将能量波发送到地壳中,地震仪拾取了反射。 基于能量波的预期行进时间 - 它们通过岩浆室比通过致密岩石更慢地行进 - 研究人员可以在5到40公里的深度之间拼凑出地壳的断层图像。 为了映射上部5公里的地壳,他们在火山顶附近放置了920个地震仪,不仅监测了爆炸的反射,还监测了圣海伦山附近频繁发生的小地震,甚至不断产生的高频噪声由地球本身。 最后,他们在火山周围放置了一套75个持久的地震仪,它们将一直保持到2016年,以收听地震中一直发出地震的地震 - 所谓的“远震地震” - 这可以帮助产生图像到80公里。

他们根据这些数据建造的图像显示,圣海伦山可能不是唯一一个位于浅室东侧的深室内的火山。 深深的房间位于圣海伦火山,亚当斯山火山和一组被称为印第安天堂火山场的休眠火山之间,暗示深室可能为所有火山提供岩浆。

在圣海伦山下面可以看到深深的岩浆房
改编自Eric Kiser和Alan Levander

将新的岩浆储层与地震数据相匹配也可以解释1980年大规模的圣海伦火山爆发是如何发生的。 在火山爆发前的几个月里,沿着一条特殊的路径发现了一系列小地震。 当时,他们的位置无法解释。 但根据新的图片,这些震动可能标志着从下部到上部的岩浆泵送,这很快就会加速到喷发点。 “我们现在才能理解这些地震正在连接那些岩浆储层,”莱斯大学的地震学家Eric Kiser说。 他说,未来,如果火山学家听到沿着这条特定路径的地震,他们应该发出警报。 “它们可能表明你在两个身体之间有液体迁移。”

新报告只是该活动的初步结果之一。 但即使看到两院的轮廓,也会让地球化学家放心,他们长期以来一直喜欢像圣海伦火山这样的火山爆发的逐步模型。 在较低的室内,岩浆可以缓慢冷却,使致密的晶体沉淀到底​​部。 这留下了一个较轻的岩浆,然后可以进一步上升到上室,最终导致喷发。 在怀俄明州一个类似的双室系统。

圣海伦山(Mount St. Helens)仍有几处谜团。 2009年,使用较小阵列地震仪的研究人员声称在2公里深处发现了一个浅的岩浆室。 Levander说他没有看到这个浅室的迹象,尽管他的主动射击阵列距离山顶更远,预计不会对它敏感。 布兰登施万特是新墨西哥大学阿尔伯克基分校的地球物理学家,他领导的iMUSH密集的920地震计部分对这种浅层深度敏感,他说,他也看不到这个房间的迹象。 “如果存在,它只是系统的一小部分,”他说。

另一个问题是最深的岩浆室是多么广泛。 自20世纪80年代以来,地球科学家研究了一种更具导电性的岩石层,称为南华盛顿瀑布导体(SWCC),其在深部地壳中向南北延伸,从圣海伦山一直延伸至约雷尼尔山约100公里。 SWCC可能来自高度导电的深海沉积物,后来变成了岩石。 但表明,岩浆体也可能对这一信号负责。 iMUSH活动的另一部分是努力在100多个地点粘贴电极和磁力计,以更好地了解SWCC。

大学城德克萨斯A&M大学地球物理学家凯特米勒与iMUSH没有关系,他说,圣海伦山的结果对于想要通过地壳模拟岩浆运动的火山学家来说是一个福音。 她说:“你实际上是在看它。” “现在,你可以进入并对管道系统进行建模。”她也对两个岩浆室沿着狭窄通道的明显连接感到好奇。 “[岩浆]沿着界面出现的想法很有意思。”

*更正,11月5日,上午11:30:本文已经更正,以澄清印度天堂火山场是一组休眠而非灭绝的火山。