Геолозите са разбрали детайлите на вътрешната структура на супервулкана Йелоустоун, включително физическите условия, химичния състав и причините за образуването на различните му слоеве. Постижението е описано в научна статия, публикувана в „Писма за геофизични изследвания“на Дилън Колон и Иля Биндеман от Университета в Орегон и Тарас Герия от Швейцарското висше техническо училище в Цюрих.
Още през 2014 г., използвайки „сканиране“на сеизмични вълни, учените откриха в дълбините на Йелоустоун голямо натрупване на магма (магматично тяло, както казват специалистите).
Калдерата обаче отделя твърде много хелий и въглероден диоксид, за да се обяснят само с намереното тяло на магмата. Това подтикна учените да повярват, че друг "балон" от магма лежи на големи дълбочини. През 2015 г. сеизмологичните изследвания потвърждават това предположение.
Но колко магма има в тези две тела? В какво физическо състояние е тя? Какъв е неговият химичен състав? Всички тези въпроси останаха без отговор.
За да разберем, екипът на Колон извърши мащабни симулации на суперкомпютър, използвайки сеизмични данни и добре известни физически закони.
В резултат геолозите представиха следната картина. На дълбочина 5–10 километра се наблюдава т. Нар. Крехка - пластична преходна зона. Тук твърдите крехки скали на горната кора отстъпват на пластмасата и вискозата. Това е така, защото повишаване на температурата увеличава пластичността на веществото, докато увеличаването на налягането намалява чупливостта.
Сложните физически условия, преобладаващи в тази зона, водят до образуването на сравнително твърд, не разтопен основен слой, който заема дълбочина от 10–20 километра. Състои се главно от габро, скала, която е втвърдена магма с висока точка на топене.
Промоционално видео:
Под този слой, на дълбочина 20–40 километра, се намира долното магматично тяло, а над - горното. Те се различават по химичен състав. По-специално горната магма се състои от риолит и е богата на разтворени газове. Общото между тези структури е, че те се състоят от вещество със сравнително ниска точка на топене. Това прави магмата течна. По-голямата част от този материал са разтопени камъни на макарата, въпреки че тялото на долната магма се подава частично от мантията.
Горното „езеро” на магмата се загрява и омекотява близките слоеве на кората, но голямото количество вода не позволява да се нагрява твърде много. Тази вода се храни и с известните гейзери и горещи извори на Йелоустоун.
„Резултатите от симулацията съответстват на наблюденията, направени чрез изпращане на сеизмични вълни през тази зона“, обяснява Биндеман. "Тази работа изглежда потвърждава първоначалните предположения и ни дава повече информация за местоположението на магмата в Йелоустоун."
Изследователите също откриха характеристиките на мантийния шлейф, разположен дълбоко под Йелоустоун. Той е със 175 градуса по Целзий по-горещ от околните скали, а горната му граница е разположена на дълбочина 80 километра.
„Това проучване също помага да се обяснят някои от химическите подписи, които се намират в изригнали материали“, казва Колон. "Можем да го използваме и за да проучим колко горещ е мантийният шлейф, като сравняваме различни модели на шлейфа с реалната ситуация в Йелоустоун."
За съжаление, към днешна дата, резултатите от работата все още не позволяват да се предвиди датата на следващото изригване на супервулкан. Нека припомним, че такъв катаклизъм е способен да покрие цял континент със слой пепел. Последното мащабно изригване на Йелоустоун се случи преди около 630 хиляди години.
Между другото, получените данни представляват интерес не само за изследователи, изучаващи Йелоустоун. Колон каза, че получената снимка може да е типична за супервулкани по света.
Анатолий Глянцев