Недавние сообщения в национальных СМИ усиливают опасения по поводу катастрофического извержения Йеллоустонского вулкана, но ученые по-прежнему не уверены в вероятности такого события. Чтобы лучше понять подземную геологию региона, геологи Университета Иллинойса перемотали и воспроизвели часть его геологической истории, обнаружив, что вулканизм Йеллоустона гораздо сложнее и динамичнее, чем считалось ранее..
Тепло, необходимое для запуска вулканизма, обычно возникает в областях, где встречаются тектонические плиты и одна плита земной коры скользит или погружается под другую. Однако Йеллоустоун и другие вулканические области на западе США находятся далеко от активных границ плит вдоль западного побережья», - сказал профессор геологии Лицзюнь Лю, руководивший новым исследованием. предполагается, что мантийный плюм вызывает плавление земной коры и поверхностный вулканизм».
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Geosciences, Лю и аспиранты Цюань Чжоу и Цзяшунь Ху использовали метод, называемый сейсмической томографией, чтобы заглянуть глубоко в недра западной части США и собрать воедино геологическую историю, стоящую за вулканизм. Используя суперкомпьютеры, команда исследовала различные тектонические сценарии, чтобы проследить ряд возможных геологических историй западной части США за последние 20 миллионов лет. Эти усилия мало что подтвердили в пользу традиционной гипотезы мантийного плюма.
«Наша цель - разработать модель, которая соответствует тому, что мы видим сегодня как под землей, так и на поверхности», - сказал Чжоу.«Мы называем это гибридной геодинамической моделью, потому что большинство более ранних моделей либо начинают с начальных условий и двигаются вперед, либо начинают с текущих условий и двигаются назад. Наша модель делает и то, и другое, что дает нам больший контроль над соответствующими мантийными процессами."
Одной из многих переменных, которые команда ввела в свою модель, была теплота. Горячий подповерхностный материал, как в мантийном плюме, должен подниматься вертикально к поверхности, но это не то, что исследователи видели в своих моделях.
«Похоже, что мантийный шлейф под западной частью США со временем погружается глубже в Землю, что кажется нелогичным», - сказал Лю. «Это говорит о том, что что-то ближе к поверхности - океаническая плита, образовавшаяся на западной тектонической границе, - препятствует подъему шлейфа».
Гипотеза мантийного плюма вызывала споры в течение многих лет, и новые результаты дополняют доказательства пересмотренного тектонического сценария, говорят исследователи.
«Надежный результат этих моделей заключается в том, что источник тепла, стоящий за обширным внутренним вулканизмом, на самом деле возник из мелководной океанической мантии к западу от северо-западного побережья Тихого океана», - сказал Лю. «Это прямо бросает вызов традиционному представлению о том, что большая часть тепла исходит от шлейфа под Йеллоустоуном».
«В конце концов, мы надеемся учесть химические данные вулканических пород в нашей модели», - сказал Чжоу. «Это поможет нам дополнительно ограничить источник магмы, потому что породы из глубоких мантийных плюмов и приповерхностных тектонических плит могут иметь разный химический состав».
Что касается вероятности насильственной гибели Йеллоустона в ближайшее время, исследователи говорят, что об этом еще слишком рано говорить.
Конечно, наша модель не может предсказать конкретные будущие суперизвержения. Однако, оглядываясь назад на 20 миллионов лет истории, мы не видим ничего, что делало бы современный Йеллоустонский регион особенно особенным - по крайней мере, недостаточно, чтобы заставить нас заподозрить, что он может сделать что-то отличное от прошлого, когда произошло много катастрофических извержений», - сказал Лю.«Что еще более важно, эта работа даст нам лучшее понимание некоторых таинственных процессов глубоко внутри Земли, что поможет нам лучше понять последствия тектоники плит, включая механизм землетрясений и извержений вулканов».