Йеллоустонский национальный парк в США с его гейзерами и горячими источниками привлекает туристов. Однако, особенно в периоды отсутствия новостей, средства массовой информации часто сосредотачиваются на Йеллоустонском супервулкане, который в последний раз извергался около 630 000 лет назад. Неизбежно тогда будет поставлен вопрос о лежащих в их основе геологических структурах. Недавнее исследование Бернхарда Штайнбергера из немецкого GeoForschungsZentrum и его коллег из США помогает лучше понять процессы, происходящие в недрах Земли. Статья скоро появится в журнале «Геохимия, геофизика, геосистемы», издаваемом Американским геофизическим союзом. Он основан на моделировании мантии Земли.
Согласно модели, под Йеллоустонским вулканом находится так называемый мантийный плюм: трубообразная структура, уходящая вглубь на тысячи километров до границы ядра Земли и мантии. Происхождение шлейфа лежит под «Нижней Калифорнией», более чем в тысяче километров к юго-западу от национального парка. Нечто подобное уже предполагалось в оценках волн землетрясений, но представление о таком «мантийном плюме» никак не увязывалось с движением литосферных плит Земли.
Ясно, что Йеллоустоун является так называемым внутриплитным вулканом. Большинство вулканов в мире расположены на границах континентальных плит либо там, где материал из недр Земли поднимается вверх, как в Исландии, либо там, где одна континентальная плита погружается под другую и тает, как в случае с западным побережьем Америки. В отличие от вулканизма на границе плит внутриплитный вулканизм восходит к «горячим точкам» под земной корой. Это можно представить как сварочную горелку, плавящую снизу литосферу - там, где практически прожжена дыра, вырастает вулкан. Так появились, например, Гавайи.
Сейсмические данные по Йеллоустоуну, однако, долгое время не давали четкой картины. Это изменилось благодаря новым данным и усовершенствованным методам измерения, которые позволили отобразить более глубокую часть шлейфа на томографическом изображении. Однако в верхней мантии остаются пробелы. Здесь данные были не столь однозначны. Исследование, проведенное GFZ, теперь заполняет эти пробелы результатами моделирования, которые отображают мантийный плюм в соответствии с данными наблюдений. Соответственно, в нижней мантии Земли происходят медленные движения породы, направленные на юго-запад относительно поверхности. Подобно шлейфу дыма парохода, мантийный шлейф движется от Нижней Калифорнии на северо-северо-восток к Йеллоустонскому вулкану. Бернхард Штейнбергер: «Наше исследование способствует лучшему пониманию внутриплитного вулканизма и поддерживает гипотезу о глубоком мантийном плюме. Однако это не влияет на оценку риска вулкана Йеллоустоун».