Entriegeln die Details, wie Vulkane arbeiten

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Wie Spaghetti-Sauce in einem Topf sprudelnd auftreten kleine Vulkanausbrüche fast ständig in mehrere Vulkane auf der ganzen Welt. Diese kleinen Ausbrüche nicht den Flugverkehr stören oder bedrohen Leben wie die jüngsten Ausbrüche des Eyjafjallajökullin Island oder Puyehue-Cordon Caulle in Chile, und sie produzieren keine ominösen fünf bis zehn Kilometer hohe Aschewolken.

Während diese kleine Ereignisse in Bezug auf ihre Bedrohung für die Öffentlichkeit unbedeutend sind, sind sie für Studien der vulkanischen Prozesse von entscheidender Bedeutung.

Greg Waite, Assistant Professor für geologische und Bergbau Technik und Wissenschaften an der Michigan Technological University, studiert die "Mini-Erdbeben", dass diese kleinen Ausbrüche verursachen, um ausführliche Informationen zu entsperren alle Eruptionen arbeiten. Die Erdbeben helfen Antwort wichtige Details über die Form des vulkanischen Sanitärsysteme und Prozesse, die Eruptionen zu regieren.

Einige Fragen, die seine Arbeit versucht, zu beantworten sind: ist der Magma-Kanal, auch bekannt als ein Magma-Kanal, ein "Soda Stroh", die eine tiefe Magma-Reservoir oder eine Bahn bestehend aus miteinander verbundenen Risse tippt? Und wie viel Kraft diese Eruptionen zugeordnet ist? Was ist die Rolle der magmatische Gase in Eruptionen fahren?

Vulkane hautnah

Um sie zu beantworten, Waite und seine Forschung team Rekord Erdbeben, Niederfrequenz-Sound und Emissionen von hoch an den Flanken der aktiven, aber relativ sanft Vulkane.

"[Die] Vulkan Villarrica in Chile sind wir in der Lage, in einen Vulkan herabzusehen, die ständig sprudelnden ist," sagte Waite. "Kleine Bläschen platzen und Lava spritzt, und jeder diese Blitze erzeugt seismische Wellen in den Boden und Schallwellen in der Luft. Messen wir die Mini-Erdbeben von diese Blase platzt, die Abläufe in den flachen Teil des Rohres zu lernen."

Die relative Sicherheit des Vulkans macht es einen großartiger Ort, um zu studieren, er sagte: "Wir erhalten Instrumente oberhalb und unterhalb der Höhe der Lavaoberfläche, die etwas ungewöhnlich ist."

Enge Beobachtungen sind unerlässlich für die Modellierung von den Details der Quellen für diese Erdbeben Waite erklärt, weil sie für die Aufnahme der sogenannten Nahfeld-Quelle-Bedingungen erlauben. Diese Teile des Signals sind in der Regel viel zu klein, zu bemerken, wenn Erdbeben aufgezeichneten fünf oder zehn Kilometer von der Quelle, kann aber dominieren vulkanische Signale aufgezeichnet von ein paar hundert Meter entfernt.

Aufnahme den Krawall

Diese Quelle Bedingungen lassen die Forscher betrachten die Conduit-Geometrie, einen Magma-Weg an die Oberfläche wo Erdbeben entstehen, wie Luftblasen einen Weg nach oben finden. Waite kennt die Spitze des Rohres ist etwas kreisförmig, aber wird untersucht, warum es flacht, oder wird mehr planar, unter der Oberfläche.

"Die seismischen Daten vorschlagen, dass das Conduit planar in relativ geringer Tiefe wird," sagte er. "Diese Ereignisse sind sehr subtil und nicht einfach ohne sorgfältige Analyse identifiziert werden. "Wir denken, dass sie aus der kleinen Expansionen und Kontraktionen in der Leitung ergeben."

Michigan Tech Doktorand Josh Richardson studiert die zahlreichen seismische Ereignisse, die Mini-Erdbeben in Villarrica. "Einige 19.000 Ereignisse nahm er im Laufe von etwa einer Woche auf einer jüngsten Exkursion", sagte Weber.

Mit der Unterstützung von NSF und dem chilenischen vulkanischen Observatorium der südlichen Anden (SERNAGEOMIN – OVDAS) und arbeiten in Zusammenarbeit mit Jeff Johnson und Kollegen aus New Mexico Tech und Studenten von der Universität de Concepción, die Forscher installiert eine Reihe von Stationen in einer Entfernung von vier Kilometern, nur wenige hundert Meter vom aktiven Schlot des Gipfels Gletscher-plattiert.

Verdrehen der Magma-Kanäle

Die Conduit-Modell von Waite und seinen Schülern entwickelt produziert ein weiteres interessantes Ergebnis am Vulkan Fuego in Guatemala. Den letzten Ph.d. entdeckte graduate John Lyons, dass anstelle der Magma einfach vertikal bewegen sich die Leitung von einer tieferen Magmakammer, gibt es Ecke in der Geometrie ein paar hundert Meter unter der Oberfläche.

"Wären Lava an die Oberfläche durchbrechen, wo ist die Ecke, anstatt weiter bis zum Gipfel es gefährliche Folgen für die Menschen, die auf dieser Seite des Vulkans Leben haben könnte", sagte Waite.

Gas-Emissionsmessungen sind ein wichtiger Bestandteil der Arbeit als gut. Studentin Patricia Nadeau verwendet eine Kamera empfindlich gegen UV-Licht, um Schwefeldioxid Emissionen über einmal pro Sekunde, eine Zeitskala unerreichbar mit früheren Techniken zu messen. Diese Messungen ergaben den engen Zusammenhang zwischen Emissionen und bestimmte Arten von seismischen Signale, bietet zusätzliche Hinweise über die Rolle der Gasblasen im Magma.

Letztlich hofft Waite, dass die Arbeit für bessere Ausbruch Vorhersagen erzielt werden, wie seismische Daten die am häufigsten verwendeten Quelle für Informationen über die Bedingungen im Inneren eines Vulkans sind.

"Menschen in dieser Forschung für die Wissenschaft, manchmal aus Anwendungen, entfernt bekommen", sagte Weber. "Aber je mehr du lernst, desto mehr können Sie auf die dort lebenden Menschen helfen anwenden."

Anmerkung der Redaktion: Dargestellt, die Forscher in Behind the Scenes Artikel durch National Science Foundation (NSF), der Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik unterstützt wurden. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Sehen den Blick hinter die Kulissen Archiv.