Ученые: Йеллоустоун может подпитываться иначе, чем считалось
Новое исследование показало, что природа активности Йеллоустонского супервулкана может быть иной, чем считалось ранее. Ученые пришли к выводу, что ключевую роль в формировании магматической системы играет не глубокий мантийный плюм, а процессы, происходящие в земной коре, пишет Science.
Соавтор исследования, геолог Института геологии и геофизики Китайской академии наук Лицзюнь Лю, отметил, что полученные данные меняют представления о механизме работы магматических каналов. По его словам, это означает, что будущие модели прогнозирования извержений должны учитывать новые особенности строения системы.
Что происходит под Йеллоустоуном
Йеллоустонский регион известен высокой вулканической активностью, что связано с относительно тонкой земной корой. За последние 2,1 миллиона лет здесь произошло три крупных извержения, последнее из которых случилось около 631 тысячи лет назад. Тогда сформировалась Йеллоустонская кальдера — гигантская впадина шириной более 50 километров.
Долгое время среди ученых не было единого мнения о происхождении магмы в этом районе. Часть специалистов связывала ее с мантийным плюмом — потоком раскаленной породы, поднимающимся из глубин Земли. Другие считали, что ключевую роль играют тектонические процессы и давление в земной коре и мантии.
Главный сейсмолог Йеллоустонской вулканической обсерватории Джейми Фаррелл, не участвовавший в работе, подчеркнул, что разные гипотезы предполагают различные сценарии будущего поведения вулкана.
Как проводилось исследование
В рамках нового исследования ученые создали трехмерную модель, учитывающую движение тектонических плит в западной части Северной Америки, структуру мантии под Йеллоустоуном и особенности литосферы. Результаты показали, что магматические каналы сформировались под воздействием тектонических процессов без участия глубинного плюма.
Лицзюнь Лю пояснил, что на систему воздействуют сразу две силы. С одной стороны, различная плотность литосферы приводит к растяжению коры в сторону западного побережья США. С другой — старая Фараллонская плита погружается под континент, увлекая за собой нижние слои коры и изменяя положение вулканической системы. Взаимодействие этих процессов приводит к расколу литосферы и создает условия для подъема магмы к поверхности.
Что это значит для будущего
Вулканолог-сейсмолог Гавайской вулканической обсерватории Нинфа Беннингтон отметила, что ранее геофизические исследования указывали на формирование магмы в верхней мантии на юго-западе Йеллоустонского комплекса с последующим перемещением к кальдере. Новая работа, по ее словам, помогает объяснить причины такого движения.
Ученые считают, что более точное понимание механизма нагрева и перемещения магмы позволит лучше прогнозировать вулканическую активность. Джейми Фаррелл отметил, что за последние 17 миллионов лет вулканические процессы происходили в условиях относительно теплой и тонкой коры, однако в будущем магме предстоит взаимодействовать с более холодными и плотными слоями, что может повлиять на характер активности.
По словам Лицзюнь Лю, разработанная модель может быть применена и к другим вулканическим системам, включая вулкан Тоба в Юго-Восточной Азии, Таупо в Новой Зеландии и вулканические районы на северо-востоке Китая. Нинфа Беннингтон также подчеркнула, что подобные подходы помогут глубже понять процессы миграции магмы в различных кальдерных системах по всему миру.
Справка
Йеллоустонская кальдера расположена на территории одноимённого национального парка в штате Вайоминг, США. Это один из крупнейших действующих вулканов на планете, который в последние десятилетия привлекает пристальное внимание учёных из-за своей потенциальной катастрофической опасности.
Супервулканы отличаются от обычных тем, что их извержения способны выбрасывать в атмосферу тысячи кубических километров породы, пепла и газов, что может привести к глобальным климатическим изменениям на несколько лет.
Традиционная гипотеза о мантийном плюме предполагала, что источник магмы находится на глубине нескольких тысяч километров, где температура значительно выше. Новая модель, предложенная китайскими и американскими исследователями, утверждает, что ключевые процессы происходят гораздо ближе к поверхности — в земной коре на глубине до 30–50 километров.
Это важно потому, что меняет подход к мониторингу: если раньше ученые следили в основном за глубинными сейсмическими сигналами, то теперь фокус смещается на деформацию земной коры, изменение давления в верхних слоях и движение тектонических плит.
Практической паники для жителей США новое открытие не несёт: по оценкам Геологической службы США, вероятность извержения Йеллоустона в ближайшие тысячи лет остаётся крайне низкой (примерно 1 к 10 000 за год). Однако более точные модели прогнозирования помогут лучше подготовиться к менее масштабным, но более вероятным гидротермальным взрывам (выходам пара и газа), которые в Йеллоустоне случаются в среднем раз в несколько столетий.
Ранее мы писали, что Йеллоустонский — спящая угроза, которая может изменить мир.