Давно спящий супервулкан Йеллоустоун на американском Западе имеет другую историю, чем считалось ранее, согласно новому исследованию геолога Технологического института Вирджинии.
Ученые долгое время считали, что Йеллоустонская кальдера, часть Скалистых гор и расположенная в основном в Вайоминге, питается теплом от ядра Земли, как и большинство вулканов, таких как недавно действующий вулкан Килауэа на Гавайях. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Nature Geoscience Ин Чжоу, адъюнкт-профессором кафедры наук о Земле Технического колледжа Вирджинии, показывает другое прошлое.
«В этом исследовании не было свидетельств того, что тепло исходит непосредственно из ядра Земли для питания поверхностного вулкана в Йеллоустоне», - сказал Чжоу. «Вместо этого сделанные нами подземные изображения предполагают, что Йеллоустонские вулканы были созданы гигантской древней океанической плитой, которая погрузилась под западную часть Соединенных Штатов около 30 миллионов лет назад. Эта древняя океаническая плита раскололась на части, что привело к возмущению необычных горных пород в мантии. которые привели к извержениям вулканов за последние 16 миллионов лет."
Извержения были очень взрывоопасными, добавил Чжоу. Сейсмолог-теоретик, Чжоу создал рентгеновские изображения недр Земли с помощью USArray - части проекта Earthscope, финансируемого Национальным научным фондом, - и обнаружил аномальную подземную структуру на глубине от 250 до 400 миль прямо под землей. линия вулканов.
«Это доказательство прямо противоречит модели шлейфа», - сказал Чжоу.
В своем исследовании Чжоу обнаружила, что новые изображения глубоких недр Земли показали, что океаническая плита Фараллон, которая раньше находилась там, где сейчас находится Тихий океан, заклинила себя под современной западной частью Соединенных Штатов. Древняя океаническая плита была разбита на куски точно так же, как морское дно в Тихом океане сегодня. Часть субдуктивной океанической плиты начала отрываться и погружаться в недра земли.
Опускающаяся часть океанической плиты медленно выталкивала горячие материалы вверх, образуя вулканы, из которых сейчас состоит Йеллоустоун. Кроме того, серия вулканов, составляющих Йеллоустоун, с тех пор медленно и мучительно движется. «Процесс начался на границе Орегона и Айдахо около 16 миллионов лет назад и распространился на северо-восток, образуя линию вулканов, которые становились все моложе по мере того, как они простирались на северо-восток до современного Вайоминга», - добавил Чжоу.
Существующая ранее модель шлейфа использовалась для объяснения уникального следа Йеллоустоунской горячей точки - линии вулканов в Орегоне, Айдахо и Вайоминге, которая усеивает часть Среднего Запада.«Если Североамериканская плита медленно двигалась над фиксированным шлейфом в Йеллоустоуне, она сместит старые вулканы к границе Орегона и Айдахо и сформирует линию вулканов, но такого глубокого шлейфа обнаружено не было». - сказал Чжоу. Так что же стало причиной следа? Чжоу намерен это выяснить.
«Это всегда было проблемой там, и ученые пытались придумать разные способы объяснить причину вулканов Йеллоустона, но безуспешно», - сказала она, добавив, что следы горячих точек более популярны в океанах, таких как Гавайские острова. Частые извержения гейзеров в Йеллоустоне - это, конечно, не извержения вулканов с магной, а из-за перегретой воды. По мнению экспертов, последнее суперизвержение Йеллоустона произошло около 630 000 лет назад. У Чжоу нет прогнозов относительно того, может ли Йеллоустоун снова извергнуться, и если да, то когда.
Использование рентгеновских изображений для этого исследования уникально само по себе. Точно так же, как люди могут видеть объекты в комнате, когда горит свет, Чжоу сказал, что сейсмометры могут видеть структуры глубоко под землей, когда происходит землетрясение. Вибрации распространяются и создают волны, когда они ударяются о скалы. Волны обнаруживаются сейсмометрами и используются в так называемой дифракционной томографии.
«Это первый раз, когда новая теория построения изображений была применена к этому типу сейсмических данных, что позволило нам увидеть аномальные структуры в мантии Земли, которые невозможно было бы различить с помощью традиционных методов», - сказал Чжоу.
Чжоу продолжит изучение Йеллоустона. «Следующим шагом будет увеличение разрешения рентгеновских изображений подземной породы», - добавила она.
"Более подробные изображения необычных горных пород в недрах Земли позволят нам с помощью компьютерного моделирования воссоздать фрагментацию гигантской океанической плиты и протестировать различные сценарии того, как работает система плавления горных пород и питания магмы для вулканов Йеллоустоун.."