Diagrama esquemático que muestra la geometría de una zona de subducción típica y la producción de volcanes de arco. Crédito:Xiaotao Yang
Entre los sismólogos, la geología de la costa rica en volcanes y terremotos de Alaska desde las Islas Aleutianas al sureste es fascinante, pero no bien entendido. Ahora, con herramientas más sofisticadas que antes, Un equipo de la Universidad de Massachusetts Amherst informa nuevos detalles inesperados sobre las placas tectónicas del área y sus relaciones con los volcanes.
Tectónica de placas:el movimiento subterráneo constante de las plataformas continentales y oceánicas, a menudo se caracteriza por "zonas de subducción" donde las placas chocan, uno generalmente se desliza debajo de otro. Muchas son regiones principales propensas a terremotos y volcanes.
El autor principal Xiaotao Yang dice:"Por mucho tiempo, Se pensaba que toda la región central de Alaska tenía una placa de subducción simple. Lo que descubrimos es que en realidad hay dos losas de subducción principales. Es una sorpresa que veamos diferencias entre estas dos losas y los materiales asociados del manto ". En general, Yang dice que la nueva investigación muestra, "Hay muchas más sutilezas y variaciones que no habíamos visto antes".
Yang, que hizo este trabajo en UMass Amherst con el coautor Haiying Gao, ahora está en la facultad de Purdue University. Escribiendo en el Revista de investigación geofísica:Tierra sólida , señalan que Alaska central es "un lugar ideal para investigar la segmentación por subducción y su correlación con la distribución de los volcanes" porque "no se comprende claramente qué controla la distribución de los volcanes de arco".
Yang dice que su estudio destaca lo compleja que puede ser una zona de subducción y cómo esta complejidad puede controlar la distribución de los volcanes. También ayuda a aclarar una pregunta de larga data en sismología:qué determina si los volcanes están presentes y si están en un arco lineal, o en grupos. Yang dice que depende en parte de si las rocas en las profundidades del manto sobre la losa subductora se funden en magma, y cómo se almacena el magma en la corteza.
Por sus investigaciones, Yang y Gao utilizaron una poderosa técnica de imágenes sísmicas que, según Yang, es similar a una tomografía computarizada médica de la Tierra. Con eso, construyeron un modelo detallado de velocidad sísmica del margen Aleutiano-Alaska desde la corteza hasta el manto superior. La velocidad sísmica se refiere a la velocidad a la que una onda sísmica viaja a través de un material como el magma o la corteza. Las ondas viajan más lentamente a través de baja densidad, material de baja velocidad en comparación con las rocas circundantes, por ejemplo, él dice.
El nuevo modelo de los investigadores revela múltiples losas descendentes, con varias velocidades sísmicas, espesores y ángulos de inmersión, escriben. Yang agrega, "Una vez que pudimos observar los dos volcanes centrales de Alaska por primera vez de una manera realmente precisa, lo que vemos es un sistema de subducción mucho más complicado de lo que conocíamos antes. Esta nueva información sobre la complejidad nos ayuda a comprender la distribución de los volcanes en Alaska. Todo es más complicado de lo que las herramientas nos podían mostrar antes, " él añade.
Sus hallazgos ayudan a explicar por qué hay una ruptura en el arco de volcanes llamado Denali Volcanic Gap, Yang dice. Debajo hay una región en forma de cuña de material de alta velocidad sísmica sobre la placa de subducción pero debajo del manto. Es relativamente frío y seco sin que se derrita, lo que explica por qué no hay ningún volcán en la región.
Modelos esquemáticos que ilustran el magmatismo diverso a lo largo de la zona de subducción de Alaska en las principales áreas volcánicas y la brecha volcánica Denali. Los modelos se basan en las principales observaciones sísmicas de nuestro modelo de velocidad, correspondiente a los perfiles de velocidad vertical. Esta figura fue modificada de la Figura 11 en el artículo publicado, proporcionada por el autor. Crédito:Xiaotao Yang
Por el contrario, el grupo de volcanes en el Campo Volcánico Wrangell no tiene la misma firma, él añade. Los volcanes Wrangell tienen material de velocidad sísmica claramente baja en la corteza. Es un depósito de magma bastante grande que puede explicar por qué están en un cúmulo en lugar de en un arco. Yang dice:aunque "el hecho de que esté allí ayuda a explicar de dónde vino el magma de erupciones pasadas".
Este estudio fue posible gracias al conjunto de sensores sísmicos de la National Science Foundation (NSF) en Alaska, parte de su programa EarthScope Transportable Array (http://www.usarray.org), Notas de Yang. Su coautor, Gao, recibió financiación inicial de UMass Amherst y una subvención de NSF CAREER. También utilizaron recursos computacionales en el Massachusetts Green High Performance Computing Center en Holyoke.
Yang dice que su trabajo se suma a la comprensión de los sismólogos de la distribución de los volcanes en las cascadas en el noroeste del Pacífico, América del Sur y Pacífico Sur. Espera continuar con análisis más detallados de los reservorios de magma en la corteza, cómo se alimentan los volcanes y, en particular, si los volcanes de las Aleutianas tienen magma en la corteza.
