Последовательность вулканов в дуге Каскадов, начиная с горы Калифорния. Лассен на юге до горы Вашингтон Бейкер на севере изучался геологами и вулканологами более века. Вдохновленные впечатляющими событиями, такими как извержение горы Лассен в 1915 году и горы Сент-Хеленс в 1980 году, ученые детально изучили большинство вулканов Каскада, пытаясь выяснить, откуда взялась магма, которая извергается, и как могут выглядеть будущие извержения. лайк.

Тем не менее, до сих пор остаются загадки, почему близлежащие вулканы часто имеют радикально различную историю извержений или извержений разных типов магмы. Теперь ученые хотели бы выяснить, почему — как для Каскадов, так и для других вулканических хребтов.

В перспективном эссе, опубликованном сегодня (22 марта) в журнале Nature Communications , ученые приводят доводы в пользу более «обобщающих» исследований, рассматривающих общую картину вулканологии, в дополнение к многочисленным исследовательским усилиям, посвященным изучению отдельных вулканов.

«Изучение вулканов является захватывающим в деталях, и оно в основном было сосредоточено на исследовании отдельных вулканов, а не на более широкой картине», — сказал Адам Кент, эксперт по вулканам в Университете штата Орегон и соавтор эссе. «Теперь у нас есть понимание и данные, чтобы выйти за рамки рассмотрения только горы Сент-Хеленс и других известных вулканов. Мы можем сделать шаг назад и спросить, почему Сент-Хеленс отличается от горы Адамс, почему это отличается от горы Худ ?»

Исследование использует новый подход к этой теме. «Один из способов сделать это — учесть тепло, которое потребовалось для создания каждого из вулканов в дуге Каскадов, например, а также сравнить его с локальными скоростями сейсмических волн и тепловым потоком в коре», — сказал Кент. Таким образом, различные источники данных вместе дают нам лучшее представление о прошлом, но дают некоторое представление о том, чего можно ожидать в будущем ».

Необходимость более тщательного изучения вулканов проста, отметила Кристи Тилл из Университета штата Аризона, ведущий автор эссе Nature Communications .

Во всем мире почти миллиард человек живет в районах, подверженных риску извержений вулканов, 90 процентов из которых живут в так называемом Тихоокеанском огненном кольце.

Субдукция тектонической плиты Хуан-де-Фука под североамериканской плитой является основной движущей силой формирования Каскадного хребта, а также многих землетрясений на Северо-западе. Субдукция приводит к глубокому таянию мантии Земли, и затем магма направляется вверх к коре и поверхности, в конечном итоге достигая поверхности, образуя вулканы.

Исследователи отмечают, что между вулканами есть различия, в том числе на севере и юге Каскадного хребта.

«Вулканы на севере выделяются, потому что они стоят одни», — сказал Кент. «На юге у вас также есть узнаваемые пики, такие как Три Сестры и Гора Джефферсон, но вы также имеете много тысяч меньших вулканов, таких как Лава Бьютт и те, что находятся в районе перевала Маккензи между ними. Наша работа показывает, что вместе с более крупными вулканами эти небольшие центры требуют почти вдвое большего количества магмы, вводимого в кору в южной части Каскадного хребта ».

Почему это важно?

«Если вы живете около вулкана, вы должны быть готовы к опасностям, и опасности различаются в зависимости от типа вулкана», — сказал Кент. «У северных каскадов, вероятно, будут извержения в будущем, но мы знаем, где они, вероятно, будут — в более крупных стратовулканах, таких как гора Рейнир, гора Бейкер и пик ледника. На юге более крупные вулканы также могут иметь извержения, но затем у нас есть эти большие поля меньших, так называемых, «моногенных» вулканов. Для них труднее определить, где произойдут извержения в будущем ».

Исследователи признают, что область вулканологии значительно продвинулась вперед, и в настоящее время существует необходимость интегрировать некоторые методологии отдельных подробных исследований, чтобы дать более всесторонний взгляд на всю вулканическую систему. Прошлое — лучший осведомитель будущего.

«Если вы посмотрите на геологию вулкана, вы можете сказать, какой тип извержения наиболее вероятен», — сказал Кент. «Например, известно, что в прошлом гора Маунт-Худ имела довольно небольшие извержения, и их воздействие в основном носит локальный характер. С другой стороны, Кратерное озеро распространяет пепел на большей части сопредельных Соединенных Штатов».

«Нам хотелось бы знать, почему один вулкан оказывается Маунт-Худом, а другой превращается в Кратерное озеро с совершенно иной историей извержений. Это требует от нас думать о данных, которые мы получаем по-новому».

Извержение горы 1980 года Сент-Хеленс был тревожным сигналом к ​​угрозе вулканов в континентальной части Соединенных Штатов, и, что примечательно, его извержение было относительно незначительным. Количество магмы, вовлеченной в извержение, было оценено в 1 километр (достаточно, чтобы заполнить около 400 000 олимпийских плавательных бассейнов), тогда как извержение Mt. Мазама 6000 лет назад, которая создала Озеро Кратера, имела 50-километровый куб, или в 50 раз больше.

Исследователи говорят, что процесс строительства и разрушения вулканов продолжается и сегодня, хотя его трудно наблюдать изо дня в день.

«Если бы вы могли смотреть замедленную камеру в течение миллионов лет, вы бы увидели, как вулканы медленно накапливаются, а затем разрушаются довольно быстро», — сказал Кент, который работает в Колледже наук о Земле, океане и атмосфере. «Иногда оба происходят одновременно».

Какой из каскадов наиболее вероятен? Умные деньги находятся на горе Сент-Хеленс из-за недавней активности, но многие из вулканов по-прежнему считаются активными.

«Я могу однозначно сказать вам, что гора Гуд извергнется в будущем», — сказал Кент. «Я просто не могу сказать тебе, когда.»

Для протокола, Кент сказал, что шансы на Mt. Капюшон извержения в следующие 30-50 лет составляет менее 5 процентов.