Enkele van de duidelijkste, meest uitgebreide afbeeldingen van de top van enkele kilometers van de aardkorst hebben wetenschappers geholpen het mysterie op te lossen waarom Mount St. Helens zich buiten de hoofdlijn van de Cascade Arc van vulkanen bevindt.

Een gigantische ondergrondse rotsformatie met een diameter van ongeveer 20-30 mijl, bekend als de Spirit Lake batholiet, lijkt magma en gedeeltelijk gesmolten gesteente buiten de boog en naar het westen te hebben geleid, de meest actieve vulkaan van de regio vormen.

Resultaten van de studie, die werd ondersteund door de National Science Foundation en uitgevoerd in samenwerking met de U.S. Geological Survey, worden deze week gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen .

Eerdere beeldvormingsstudies hebben voornamelijk gebruik gemaakt van seismische methoden. Tijdens natuurlijke aardbevingen en kunstmatig opgewekte trillingen - door explosies te veroorzaken - kunnen wetenschappers een beeld vormen van enkele eigenschappen van ondergrondse rotsen door de geluidsgolven te volgen. Deze methode geeft aanwijzingen voor de structuur, dichtheid en temperatuur van de rotsen.

Recenter, onderzoekers gebruiken "magnetotelluric, " of MT-gegevens, die de elektrische geleidbaarheid van de aarde onder het oppervlak meet. Variaties in de geomagnetische en geo-elektrische velden kunnen veel onthullen over de ondergrondse structuur en temperatuur, evenals de aanwezigheid van vloeistoffen zoals magma.

"Elke methode op zich kan leiden tot een mate van onzekerheid, maar als je ze op elkaar legt, zoals we in dit project hebben gedaan, krijg je een veel duidelijker beeld van wat eronder ligt, " zei Adam Schultz, een geofysicus van de Oregon State University die hoofdonderzoeker is van de NSF-subsidie ​​​​aan OSU en co-auteur van de Natuur Geowetenschappen papier.

"Hoe langer u de metingen uitvoert, hoe scherper de beelden en hoe dieper je de ondergrond kunt 'zien'. We concentreerden ons op de bovenste 12-15 kilometer van de korst, maar met een langer experiment konden we 200 tot 300 kilometer onder het oppervlak zien."

Het begrijpen van de vorming van Mount St. Helens begint met platentektoniek. Net als tegenwoordig, waar de Juan de Fuca-plaat wordt ondergedompeld onder Noord-Amerika, in het verleden werden aardkorstblokken met mariene sedimenten "in het continent gesmeten, waar ze opgroeiden, ' zei Schultz.

"Dit materiaal is beter doorlaatbaar dan omringende rots en laat het magma er doorheen bewegen, ' merkte hij op. 'De grote batholiet werkt als een plug in de korst en leidt magma af dat normaal gesproken zou zijn uitgebarsten in lijn met de andere grote Cascade-vulkanen, resulterend in de vorming van St. Helens ten westen van de Cascadia Arc, en Mt. Adams iets naar het oosten."

Mount St. Helens beleefde een grote uitbarsting in mei 1980 en heeft sindsdien perioden van koepelbouw (2004-08) en rustperiode doorgemaakt. Een studie in 2006 door onderzoekers van de Universiteit van Canterbury in Nieuw-Zeeland leverde enkele beelden op van de ondergrond van de vulkaan. Gedurende het volgende jaar zal Schultz en de auteur van de studie uit 2006 zullen magnetotellurische technologie gebruiken om nieuwe en hopelijk scherpere beelden te verzamelen om te zien hoeveel er sinds die studie is veranderd.

Schultz zei dat de beelden van de laatste studie duidelijk genoeg zijn om door continu de geo-elektrische en geomagnetische velden te monitoren, ze kunnen mogelijk veranderingen in de beweging van magma onder Mount St. Helens detecteren, en misschien andere vulkanen.

"Dit kan ons een nieuw hulpmiddel geven om de magmacyclus te volgen, zodat we niet hoeven te wachten op de bouwfase van de koepel om ons te vertellen dat de omstandigheden veranderen, ' zei Schultz.