Wissenschaftler aktualisieren die Ausbruchsgeschichte des South Sister-Vulkans in Oregon

Normalerweise wird der Rucksack eines Wanderers mit der Zeit leichter, wenn er sich durch Studentenfutter und Wasser quält, aber Annika Dechert scherzt gerne darüber, dass ihr Rucksack schwerer wird. Als Doktorandin der Geowissenschaften an der University of Oregon sammelt sie Hinweise auf die Ausbruchsgeschichte des South Sister-Vulkans in den Oregon Cascades und hilft Wissenschaftlern, dessen mögliche zukünftige Risiken besser zu verstehen. Diese Hinweise: 10 Pfund schwere, mit Kristallen besetzte Gesteinsbrocken, die bei früheren Ausbrüchen vor 39.000 bis 2.000 Jahren ausgeworfen und von Dechert und einem Team von Vulkanologen vom Vulkan geschleppt wurden.

South Sister, das in einem Wildnisgebiet liegt, das für Erholung im Freien beliebt ist, wird als klassifiziert Laut dem United States Geological Survey wird sie als „sehr hohe Bedrohung“ eingestuft. Durch die Analyse von Kristallen in Vulkangestein haben Dechert und ihre Kollegen nun herausgefunden, dass South Sister historisch gesehen über einen kürzeren Zeitraum hinweg mit größerer Intensität aktiv war als bisher angenommen. Und sie haben zwei unterschiedliche Perioden von Ausbrüchen in der Vergangenheit von South Sister gezeigt, die offenbar aus unterschiedlichen Quellen stammen.

„Vulkane haben irgendwie Persönlichkeiten“, sagte Joe Dufek, Gwen und Charles Lillis-Lehrstuhl für Vulkanologie an der University of Oregon, der die Forschung zusammen mit Dechert und einem Mitarbeiter am USGS Cascades Volcano Observatory leitete. „Das Verständnis ihrer vergangenen Aktivitäten gibt uns einen Eindruck davon, was sie in Zukunft tun könnten.“

Die Ergebnisse der Studie werden in die Art und Weise einfließen, wie das USGS Cascades Volcano Observatory Gefahrenkarten für Zentraloregon erstellt, und dabei helfen, die Art und Weise zu beeinflussen, wie Wissenschaftler über andere ähnliche Vulkane denken. Das Forschungsteam veröffentlichten ihre neuesten Erkenntnisse im August in der Zeitschrift Geochemie, Geophysik, Geosysteme.

Obwohl South Sister seit ein paar tausend Jahren nicht mehr ausgebrochen ist, behält die USGS sie immer noch genau im Auge. Seit den 1990er-Jahren beobachten Wissenschaftler, wie sich unter dem Vulkan ein Magmawulst bildet – ein Zeichen dafür, dass es, auch wenn es ruhig zu sein scheint, wahrscheinlich zu Aktivität unter der Oberfläche kommt.

Da es weniger als 30 Meilen von Bend entfernt liegt, könnte selbst ein kleiner Ausbruch den Einwohnern Oregons großen Schaden zufügen. Bei einem Ausbruch könnten Aschewolken in den Himmel steigen und die Luft gefährlich zum Atmen machen. Vulkanische Schlammströme könnten in nahegelegene Flüsse gelangen, die Wasserqualität beeinträchtigen und die Eigenschaften entlang ihrer Ufer beschädigen. Lavaströme könnten weiter oben auf dem Vulkan eine Gefahr darstellen und Waldbrände auslösen. Erdrutsche oder Lavaströme können Straßen oder Wege blockieren. Verständnis die kaskadierenden Gefahren solcher Ereignisse war der Schwerpunkt des Vulkanologie-Clusters an der University of Oregon.

Um besser zu verstehen, wie sich South Sister in der Vergangenheit verhalten hat, konzentrierten sich Dechert und ihre Kollegen auf Rhyolith, eine glasartige Art von Vulkangestein. Rhyolith erzeugt explosive Vulkanausbrüche, bei denen Asche, Steine ​​und Gas kraftvoll in die Luft geschleudert werden, im Gegensatz zu Eruptionen, bei denen langsam Lava ausströmt. Es ist in diesem Teil der Cascades relativ selten, aber es ist ein wichtiger Teil der Geologie von South Sister.

Auf Feldexpeditionen über mehrere Sommer hinweg wanderten Dechert und ihr Team mit großen Rucksäcken und einem Vorschlaghammer nach South Sister und meißelten Rhyolithproben aus verschiedenen Lavaströmen rund um den Vulkan. (Die Forscher haben sich die Erlaubnis zum Sammeln von Proben gesichert; das Sammeln von Steinen ist in Wildnisgebieten generell verboten.) Ihre Probenahmestellen repräsentieren acht verschiedene Ausbrüche des Vulkans, die sich über Zehntausende von Jahren erstrecken.

Zurück in der Zivilisation brachte Dechert Kristalle aus den Gesteinen zu einem Speziallabor an der Stanford University, das das Alter der verschiedenen Proben und den Zeitpunkt ihres Ausbruchs aus dem Vulkan schätzt. In Rhyolith eingebettete Zirkonkristalle enthalten Uran, das im Laufe der Zeit mit einer festgelegten Geschwindigkeit in Blei zerfällt. Daher verwenden Wissenschaftler die Kristalle als winzige Gesteinsuhren.

Alle Rhyolithe, die während der früheren Aktivitätsperiode von South Sister ausbrachen, entstanden über einen Zeitraum von 15.000 Jahren statt 27.000 Jahren, wie die neue Analyse ergab. Der älteste Ausbruch aus dieser Zeit ereignete sich vor etwa 39.000 Jahren im Pleistozän – mehr als 10.000 Jahre später, als frühere Daten zeigten.

Da die gleiche Menge vulkanischer Aktivität über einen kürzeren Zeitraum hinweg stattfand, waren die vergangenen Ausbrüche von South Sister intensiver als bisher angenommen, so die Studie.

Dechert und ihre Kollegen fanden außerdem heraus, dass sich die Eruptionen im Pleistozän chemisch und physikalisch von einer anderen Eruptionsgruppe vor etwa 2.000 Jahren unterschieden. Das deutet darauf hin, dass es im Vulkan mehrere unterschiedliche Magmareservoirs gibt, die verschiedene Arten von Eruptionen hervorrufen können, sagte Dechert.

„Wir können diese aktualisierte Chronologie der Vergangenheit nutzen, um zu informieren, was in der Zukunft passieren könnte“, sagte sie. Da die neuen Daten eine bessere Vorstellung davon geben, wie oft South Sister ausbrach und wie viel Material in verschiedenen Zeitabständen aus ihr herauskam, „können wir diese Ideen nutzen, um darüber nachzudenken, was in Zukunft passieren könnte, wenn diese neuere Eruptionssequenz anhalten würde.“ .“

Die neuen Daten tragen auch dazu bei, zu bestätigen, wann South Sister im Vergleich zu den benachbarten Vulkanen Middle Sister und North Sister aktiv wurde. Geologen sind bei dieser Frage hin und her gegangen, je nachdem, welche Datenquelle sie verwenden. Die neuesten Daten deuten darauf hin, dass South Sister nach Middle Sister auszubrechen begann, die beiden Vulkane hatten jedoch eine überlappende Aktivitätsperiode.

Die Studie ist Teil eines größeren laufenden Forschungsprojekts, das die Geschichte von South Sister zusammenfasst. Jetzt verwendet das Forschungsteam Instrumente, die Mikroschwankungen der Schwerkraft erkennen, um mögliche Magmakammern unter South Sister zu kartieren. Die unterschiedliche Dichte von Magma im Vergleich zu festem Gestein verursacht an verschiedenen Orten sehr, sehr geringfügige Änderungen in der Stärke des Gravitationsfeldes der Erde. In Kombination mit den Zirkondaten, die das Alter vergangener Ausbrüche verraten, erhalten Forscher ein noch besseres Bild davon, wozu South Sister in der Zukunft fähig sein könnte.

„Die führenden Hypothesen deuten darauf hin, dass es unter den Drei Schwestern Magma gibt, und wir versuchen, dies mit geophysikalischen Bildern zu bestätigen“, sagte Dechert.

Dennoch betont Dechert, dass jedem Ausbruch von South Sister – auch bekannt unter seinem indigenen Namen Klah Klahne – zahlreiche Warnzeichen vorausgehen würden. Wanderer können weiterhin sicher die gewundenen Pfade, die üppigen Wildblumen, die glitzernden Seen und die malerischen Ausblicke genießen, die diesen Teil der Cascades seit vielen tausend Jahren für die Menschen so wertvoll machen.

„Dies ist ein wunderschöner Ort zum Erkunden, und ich möchte die Leute nicht davon abhalten, dorthin zu gehen“, sagte sie. „Noch vor 2.000 Jahren entstand dort neues Land. Das ist wirklich spannend.“