À gauche :carte tridimensionnelle de la résistivité électrique de la croûte terrestre et du manteau supérieur dans le sud de la chaîne volcanique des Cascades de Washington qui a résulté de cette étude. Les couleurs rouges indiquent que les matériaux géologiques sont électriquement conducteurs, et les couleurs bleues indiquent qu'ils sont électriquement résistifs. Les principaux volcans sont marqués par des symboles de cônes noirs :MSH - Mount Saint Helens, MA - Mont Adams, GR - Rochers aux Chèvres, MT - Mont Rainier. La mince, bande de couleur vive qui se trouve immédiatement à l'ouest du mont Saint Helens est interprétée comme le résultat de sédiments métamorphisés relativement perméables, principalement d'origine marine, qui sont coincés entre des blocs crustaux relativement imperméables et électriquement résistifs. La caractéristique marquée SLB est le Batholite de Spirit Lake, tandis qu'en dessous, la caractéristique marquée LCC est un conducteur crustal inférieur qui est supposé être une source de matériau partiellement fondu qui s'écoule du manteau ci-dessous et qui est la source des magmas qui alimentent les volcans Cascade. (À droite) Un dessin animé croquis illustrant comment le matériau partiellement fondu d'en bas peut être détourné autour du batholite de Spirit Lake à mesure qu'il s'élève vers la surface. Deux zones d'activité sismique élevée marquées MSZ et WRSZ s'alignent également le long de la caractéristique électriquement conductrice vue dans l'image de résistivité à gauche. Crédit :Université d'État de l'Oregon
Certains des plus clairs, Les images les plus complètes des premiers kilomètres de la croûte terrestre ont aidé les scientifiques à résoudre le mystère de la situation du mont St. Helens à l'extérieur de la ligne principale de l'arc en cascade des volcans.
Une formation rocheuse souterraine géante d'environ 20 à 30 milles de diamètre, connu sous le nom de batholite de Spirit Lake, semble avoir détourné le magma et la roche partiellement fondue à l'extérieur de l'arc et vers l'ouest, formant le volcan le plus actif de la région.
Résultats de l'étude, qui a été soutenu par la National Science Foundation et réalisé en collaboration avec le U.S. Geological Survey, sont publiés cette semaine dans Géosciences de la nature .
Les études d'imagerie antérieures ont principalement utilisé des méthodes sismiques. Lors de tremblements de terre naturels et de secousses provoquées artificiellement, en déclenchant des explosions, les scientifiques peuvent visualiser certaines des propriétés des roches souterraines en suivant les ondes sonores. Cette méthode fournit des indices sur la structure, densité et température des roches.
Plus récemment, les chercheurs utilisent « magnétotellurique, " ou des données MT, qui mesure la conductivité électrique souterraine de la Terre. Les variations des champs géomagnétiques et géoélectriques peuvent révéler beaucoup de choses sur la structure et la température du sous-sol, ainsi que la présence de fluides tels que le magma.
"L'une ou l'autre méthode en elle-même peut conduire à un niveau d'incertitude, mais lorsque vous les superposez comme nous l'avons fait dans ce projet, vous obtenez une image beaucoup plus claire de ce qui se trouve en dessous, " a déclaré Adam Schultz, un géophysicien de l'Oregon State University qui est chercheur principal sur la subvention de la NSF à OSU et co-auteur sur le Géosciences de la nature papier.
"Plus vous exécutez les mesures, plus les images sont nettes et plus vous pouvez « voir » le sous-sol en profondeur. Nous nous concentrions sur les 12-15 kilomètres supérieurs de la croûte, mais avec une expérience plus longue, nous pourrions voir 200 à 300 kilomètres sous la surface."
Comprendre la formation du mont St. Helens commence par la tectonique des plaques. Semblable à aujourd'hui, où la plaque Juan de Fuca est subductée sous l'Amérique du Nord, dans le passé, des blocs crustaux contenant des sédiments marins étaient « claqués sur le continent, où ils se sont accumulés, " a déclaré Schultz.
"Ce matériau est plus perméable que la roche environnante et permet au magma de le traverser, " a-t-il noté. " Le grand batholite agit un peu comme un bouchon dans la croûte et a détourné le magma qui aurait normalement éclaté en ligne avec les autres grands volcans Cascade, résultant en la formation de St. Helens à l'ouest de l'arc de Cascadia, et le mont Adams légèrement à l'est."
Le mont St. Helens a connu une éruption majeure en mai 1980 et a depuis connu des périodes de construction de dômes (2004-08) et de dormance. Une étude réalisée en 2006 par des chercheurs de l'Université de Canterbury en Nouvelle-Zélande a fourni quelques images du sous-sol du volcan. Au cours de l'année suivante, Schultz et l'auteur de l'étude de 2006 utiliseront la technologie magnétotellurique pour rassembler de nouvelles images, espérons-le, plus nettes pour voir à quel point les choses ont changé depuis cette étude.
Schultz a déclaré que les images de la dernière étude sont suffisamment claires pour qu'en surveillant en permanence les champs géoélectriques et géomagnétiques, ils peuvent être capables de détecter des changements dans le mouvement du magma sous le mont St. Helens, et peut-être d'autres volcans.
"Cela peut nous donner un nouvel outil pour surveiller le cycle du magma afin que nous n'ayons pas à attendre la phase de construction du dôme pour nous dire que les conditions changent, " a déclaré Schultz.
