«Вода — ключевой игрок», — говорит Пол Дж. Уоллес, профессор Департамента геологических наук UO и соавтор статьи в майском выпуске журнала Nature Geoscience. «Это важно не только для понимания того, как вы производите магму и вулканы, но и потому, что большие вулканы, которые есть в Каскадах, такие как гора Лассен и гора Сент-Хеленс, имеют тенденцию извергаться взрывом, отчасти потому, что в них много воды."Группа из пяти человек во главе с докторантом UO Кристиной Дж. Валовски методично исследовала воду и другие элементы, содержащиеся в образцах богатого оливином базальта, которые были собраны из вулканов шлаковых конусов, окружающих пик Лассен в Северной Калифорнии, на южной окраине горы.
Каскадная цепь.Это открытие помогает решить загадку о тектонике плит и глубинном водном цикле Земли под Тихоокеанским огненным кольцом, которую ученые начали изучать в 1960-х годах, чтобы понять склонность региона к сильным землетрясениям и извержению вулканов. Кольцо тянется от Новой Зеландии вдоль восточного края Азии, на север через Алеутские острова Аляски и на юг вдоль побережья Северной и Южной Америки. Он содержит более 75 процентов вулканов планеты.
Чтобы понять, как вода влияет на субдукцию океанической плиты, при которой слои разных типов горных пород погружаются в мантию, команда UO изучила изотопы водорода в воде, содержащиеся в крошечных стеклянных каплях, захваченных кристаллами оливина в базальте.Для этого команда использовала оборудование лаборатории Уоллеса, CAMCOR, Института Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, и лаборатории Университета штата Орегон.
CAMCOR — это служба усовершенствованных характеристик материалов UO в Орегоне, высокотехнологичная служба распространения знаний, расположенная в подземных лабораториях Lorry I. Lokey.Затем команда ввела данные, полученные в горных породах, в сложную компьютерную модель, разработанную соавтором Икудо Вада, работавшим в то время из Университета Тохоку в Японии. С тех пор она поступила в Миннесотский университет.
Эта комбинация открыла окно того, как повышение температуры во время субдукции вытесняет воду из различных частей субдуцированной океанической коры, сказал Валовски. Вода мигрирует вверх и заставляет верхнюю часть субдуцированной океанической коры таять, производя магму под вулканами Каскад.По словам Уоллеса, ключевой частью исследования были изотопы водорода. «Большая часть водорода в воде содержит один протон», — сказал он. «Но есть также тяжелый изотоп, дейтерий, у которого есть нейтрон в дополнение к протону.
Важно измерить соотношение двух изотопов. Мы используем это соотношение в качестве термометра или зонда для изучения того, что происходит глубоко внутри Земля."«Таяние погружающейся океанической коры и мантии над ней было бы невозможно без добавления воды», — сказал Валовски. «Как только расплавы достигают поверхности, вода может напрямую влиять на взрывоопасность магмы.
Однако доказательства этой информации теряются в атмосфере во время сильных извержений».