Onder seismologen, de geologie van Alaska's aardbevings- en vulkaanrijke kust van de Aleoeten tot het zuidoosten is fascinerend, maar niet goed begrepen. Nutsvoorzieningen, met meer geavanceerde tools dan voorheen, een Amherst-team van de Universiteit van Massachusetts meldt onverwachte nieuwe details over de tektonische platen van het gebied en hun relaties met vulkanen.

Platentektoniek - de constante ondergrondse beweging van continentale en oceaanplaten, wordt vaak gekenmerkt door "subductiezones" waar platen botsen, de ene schuift meestal onder de andere door. Velen zijn de belangrijkste gebieden die gevoelig zijn voor aardbevingen en vulkaanuitbarstingen.

Hoofdauteur Xiaotao Yang zegt:"Voor een lange tijd, men dacht dat de hele centrale regio van Alaska één eenvoudige subductieplaat had. Wat we ontdekten is dat er eigenlijk twee grote subductieplaten zijn. Het is een verrassing dat we verschillen zien tussen deze twee platen en de bijbehorende mantelmaterialen." Yang zegt dat het nieuwe onderzoek laat zien, "er zijn veel meer subtiliteiten en variaties die we niet eerder hadden gezien."

Yang, die dit werk deed bij UMass Amherst met co-auteur Haiying Gao, is nu op de faculteit van Purdue University. Schrijven in de Journal of Geophysical Research:Solid Earth , ze wijzen erop dat centraal Alaska "een ideale plek is om subductiesegmentatie en de correlatie met vulkaandistributie te onderzoeken", omdat "het niet duidelijk is wat de distributie van boogvulkanen regelt."

Yang zegt dat hun onderzoek laat zien hoe complex een subductiezone kan zijn en hoe deze complexiteit de vulkanische distributie kan beheersen. Het helpt ook om een ​​al lang bestaande vraag in de seismologie op te helderen:wat bepaalt of vulkanen aanwezig zijn en of ze zich in een lineaire boog bevinden, of in clusters. Yang zegt dat het er deels van afhangt of rotsen diep in de mantel boven de zinkende plaat in magma smelten. en hoe magma in de korst wordt opgeslagen.

Voor hun onderzoeken Yang en Gao gebruikten een krachtige seismische beeldvormingstechniek die volgens Yang vergelijkbaar is met een medische CAT-scan van de aarde. ermee, ze construeerden een gedetailleerd seismisch snelheidsmodel van de Aleutian-Alaska-marge van korst tot de bovenste mantel. Seismische snelheid verwijst naar de snelheid waarmee een seismische golf door een materiaal zoals magma of korst reist. Golven reizen langzamer door lage dichtheid, materiaal met lage snelheid in vergelijking met omringende rotsen, bijvoorbeeld, hij zegt.

Het nieuwe model van de onderzoekers onthult meerdere neerwaartse platen, met verschillende seismische snelheden, diktes en hellingshoeken, zij schrijven. Yang voegt eraan toe, "Toen we voor het eerst op een heel precieze manier naar de twee centrale vulkanen van Alaska konden kijken, wat we zien is een veel gecompliceerder subductiesysteem dan we eerder wisten. Deze nieuwe informatie over de complexiteit helpt ons de verspreiding van vulkanen in Alaska te begrijpen. Het is allemaal ingewikkelder dan de tools ons eerder konden laten zien, " hij voegt toe.

Hun bevindingen helpen verklaren waarom er een breuk is in de boog van vulkanen genaamd de Denali Volcanic Gap, zegt Yang. Daaronder bevindt zich een wigvormig gebied van materiaal met hoge seismische snelheid boven de subductieplaat maar onder de mantel. Het is relatief koud en droog zonder smelten, wat verklaart waarom er geen vulkaan in de regio is.

Daarentegen, de cluster van vulkanen in het Wrangell Volcanic Field hebben niet dezelfde signatuur, hij voegt toe. De Wrangell-vulkanen hebben duidelijk materiaal met een lage seismische snelheid in de korst. Het is een vrij groot magmareservoir dat misschien verklaart waarom ze in een cluster zitten in plaats van in een boog. Yang zegt, hoewel "het feit dat het er is, helpt verklaren waar het magma vandaan kwam voor eerdere uitbarstingen."

Deze studie werd mogelijk gemaakt door de reeks seismische sensoren van de National Science Foundation (NSF) in Alaska, onderdeel van het EarthScope Transportable Array-programma (http://www.usarray.org), Yang merkt op. Zijn co-auteur Gao kreeg startfinanciering van UMass Amherst en een NSF CAREER-beurs. Ze gebruikten ook computerbronnen in het Massachusetts Green High Performance Computing Center in Holyoke.

Yang zegt dat hun werk bijdraagt ​​aan het begrip van seismologen over de verspreiding van vulkanen in de Cascades in de Pacific Northwest, Zuid-Amerika en de Stille Zuidzee. Hij hoopt op te volgen met meer gedetailleerde analyses van magmareservoirs in de korst, hoe vulkanen worden gevoed en in het bijzonder, of Aleoeten vulkanen magma in de korst hebben.