Geolodzy ustalili szczegóły wewnętrznej struktury superwulkanu Yellowstone, w tym warunki fizyczne, skład chemiczny i przyczyny powstawania różnych jego warstw. Osiągnięcie zostało opisane w artykule naukowym opublikowanym w Geophysical Research Letters autorstwa Dylana Colona i Ilyi Bindeman z Uniwersytetu Oregonu oraz Tarasa Gerya ze Szwajcarskiej Wyższej Szkoły Technicznej w Zurychu.
W 2014 r. Za pomocą „skanowania” fal sejsmicznych naukowcy odkryli duże nagromadzenie magmy w głębinach Yellowstone (jak twierdzą eksperci).
Jednak kaldera wydziela zbyt dużo helu i dwutlenku węgla, co można wytłumaczyć jedynie znalezionym ciałem magmy. To skłoniło naukowców do przypuszczenia, że kolejny „bąbel” magmy leży na dużych głębokościach. W 2015 roku badania sejsmologiczne potwierdziły to przypuszczenie.
Ale ile magmy jest w tych dwóch ciałach? W jakim jest stanie fizycznym? Jaki jest jego skład chemiczny? Wszystkie te pytania pozostały bez odpowiedzi.
Aby się tego dowiedzieć, zespół Colona przeprowadził symulacje superkomputerów na dużą skalę, wykorzystując dane sejsmiczne i dobrze znane prawa fizyczne.
W rezultacie geolodzy przedstawili następujący obraz. Na głębokości 5–10 km obserwuje się tzw. Krucho - plastyczną strefę przejściową. Tutaj twarde, kruche skały górnej skorupy ustępują plastyczności i lepkości. Dzieje się tak, ponieważ wzrost temperatury zwiększa plastyczność substancji, a wzrost ciśnienia zmniejsza kruchość.
Złożone warunki fizyczne panujące w tej strefie prowadzą do powstania stosunkowo twardej, nieroztopionej warstwy spodniej, która zajmuje głębokość 10–20 km. Składa się głównie z gabro, skały, która jest zestaloną magmą o wysokiej temperaturze topnienia.
Film promocyjny:
Poniżej tej warstwy, na głębokościach 20–40 km, znajduje się dolny korpus magmowy, a powyżej - górny. Różnią się składem chemicznym. W szczególności górna magma składa się z ryolitu i jest bogata w rozpuszczone gazy. Cechą wspólną tych struktur jest to, że składają się z substancji o stosunkowo niskiej temperaturze topnienia. To sprawia, że magma jest płynna. Większość tego materiału to stopione skały skorupowe, chociaż dolna część magmy jest częściowo zasilana z płaszcza.
Górne „jezioro” magmy nagrzewa się i zmiękcza pobliskie warstwy skorupy ziemskiej, ale duża ilość wody zapobiega nadmiernemu podgrzaniu. Woda ta zasila również słynne gejzery i gorące źródła Yellowstone.
„Wyniki symulacji są zgodne z obserwacjami wykonanymi przez wysyłanie fal sejsmicznych przez ten obszar” - wyjaśnia Bindeman. „Ta praca wydaje się potwierdzać pierwotne założenia i dostarcza nam więcej informacji na temat lokalizacji magmy w Yellowstone”.
Naukowcy odkryli również charakterystykę pióropusza płaszcza leżącego głęboko pod Yellowstone. Jest o 175 stopni Celsjusza cieplejsze niż otaczające skały, a jego górna granica znajduje się na głębokości 80 kilometrów.
„To badanie pomaga również wyjaśnić niektóre z sygnatur chemicznych, które można znaleźć w wybuchowych materiałach” - mówi Colon. „Możemy również użyć go do zbadania, jak gorący jest pióropusz płaszcza, porównując różne modele pióropusza z rzeczywistą sytuacją w Yellowstone”.
Niestety, dotychczas wyniki prac nie pozwalają jeszcze przewidzieć daty kolejnej erupcji superwulkanu. Przypomnijmy, że taki kataklizm jest w stanie pokryć cały kontynent warstwą popiołu. Ostatnia erupcja Yellowstone na dużą skalę miała miejsce około 630 tysięcy lat temu.
Nawiasem mówiąc, uzyskane dane są interesujące nie tylko dla naukowców badających Yellowstone. Colon powiedział, że powstały obraz może być typowy dla superwulkanów na całym świecie.
Anatoly Glyantsev