Według artykułu opublikowanego w czasopiśmie Nature Geoscience, gigantyczny wulkan w Parku Narodowym Yellowstone powstał z dala od linii uskoków i innych „gorących punktów” geologicznych w wyniku zatonięcia zniszczonej płyty kontynentalnej pod zachodnią częścią przyszłych Stanów Zjednoczonych.
„Ciepło potrzebne do wywołania procesów wulkanicznych znajduje się zwykle w tych punktach na Ziemi, w których zderzają się płyty tektoniczne, a jeden z nich trafia do wnętrza planety. Yellowstone i inne wulkany w zachodnich Stanach Zjednoczonych znajdują się daleko od wybrzeża, gdzie przechodzi granica płyty. Nasi koledzy wierzyli, że „motorem” ich erupcji były tak zwane pióropusze - gorące prądy magmy unoszące się z płaszcza do skorupy planety”- mówi Lijun Liu z California State University w San Diego (USA).
Dzisiejszy superwulkan Yellowstone to gigantyczny lejek o długości 72 kilometrów i szerokości 55 kilometrów, który znajduje się w parku narodowym o tej samej nazwie w Wyoming. W połowie ubiegłego wieku naukowcy odkryli, że to zagłębienie to ujście starożytnego wulkanu z gigantyczną komorą magmową położoną na głębokości około 8 kilometrów.
Dalsze obserwacje Yellowstone wykazały, że w ciągu ostatniego miliona lat wybuchł on kilka razy i że te erupcje miały katastrofalny charakter i mogły zmienić klimat planety. Z drugiej strony naukowcy nie mogli znaleźć oczywistego źródła jego lawy i magmy, co sprawia, że dziś geolodzy zaciekle debatują nad możliwą przyczyną pojawienia się gigantycznego wulkanu w tej części Stanów Zjednoczonych.
Liu i jego koledzy przetestowali wszystkie te teorie, badając strukturę wnętrza Yellowstone i jego otoczenia za pomocą tak zwanego „tomografu sejsmicznego” - specjalnego urządzenia, które jest w stanie ujawnić strukturę i skład głębokich warstw skał na podstawie tego, jak przechodzą przez nie różne wibracje sejsmiczne.
Same te dane nie dają dokładnego obrazu tego, jak wnętrze Ziemi jest ułożone w takim czy innym miejscu - z reguły naukowcy porównują je z komputerowymi modelami skorupy i płaszcza oraz tego, jak przechodzą przez nie wibracje generowane przez trzęsienia ziemi i eksplozje.
Kierując się tym pomysłem, zespół Liu skompilował kilkadziesiąt modeli komputerowych opartych na hipotezach innych geologów o pochodzeniu Yellowstone i cofniętym czasie 20 milionów lat temu, kiedy rzekomo powstał prekursor tego wulkanu. Porównując wyniki tych obliczeń z rzeczywistymi danymi sejsmicznymi, naukowcy próbowali zrozumieć, która idea jest bliższa prawdy.
Jak się okazało, ogólnie przyjęta teoria pochodzenia „pióropusza” głównego amerykańskiego superwulkanu nie odpowiadała rzeczywistości - strumienie ciepła, które pojawiły się w większości podobnych modeli Yellowstone, nie płynęły w górę, ale w dół, w kierunku wnętrza planety lub wypływały na powierzchnię w niewłaściwym miejscu.
Film promocyjny:
Prawdziwe źródło ciepła potrzebne do „wystrzelenia” Yellowstone, według Liu i jego kolegów, znajduje się w przypowierzchniowych warstwach płaszcza w północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych i jest jednym z fragmentów tak zwanej płyty tektonicznej Farallon. W odległej przeszłości pokrywał część dna Oceanu Spokojnego i rozpadł się nawet w czasach dinozaurów.
Jego fragmenty nadal wnikają w głąb Ziemi do dziś, a niektóre z nich, jak pokazują naukowcy, mogły wygenerować superwulkan w Wyoming i inne ogniska wulkanizmu, które powstały w zachodnich Stanach Zjednoczonych w ciągu ostatnich 20 milionów lat. Ten sam pomysł, zauważa Liu, dobrze pasuje do szlaków „powodzi lawy” związanych z płytą Farallon w zachodnich Stanach Zjednoczonych, które jego zespół odkrył dwa lata temu.
Liu i jego koledzy uważają, że przetestowanie tego pomysłu jest dość proste - w tym celu wystarczy przeanalizować skład chemiczny skał z Yellowstone i porównać je z typowymi emisjami z pióropusza. Amerykańscy geolodzy planują to zrobić w najbliższej przyszłości.