Geologer har funnet ut detaljene i den interne strukturen i Yellowstone supervolcano, inkludert fysiske forhold, kjemisk sammensetning og årsakene til dannelsen av de forskjellige lagene. Prestasjonen er dokumentert i en vitenskapelig artikkel publisert i Geophysical Research Letters av Dylan Colon og Ilya Bindeman fra University of Oregon, og Taras Gerya fra Swiss Higher Technical School of Zurich.
Tilbake i 2014, ved å bruke seismiske bølger "skanning", oppdaget forskere i dypet av Yellowstone en stor ansamling av magma (en magmatisk kropp, som eksperter sier).
Imidlertid avgir kalderaen for mye helium og karbondioksid som bare kan forklares med det funnet magma-kroppen. Dette fikk forskere til å tro at en annen "boble" av magma ligger på store dyp. I 2015 bekreftet seismologiske studier denne antagelsen.
Men hvor mye magma er det i disse to kroppene? Hvilken fysisk tilstand er hun i? Hva er dens kjemiske sammensetning? Alle disse spørsmålene forble ubesvarte.
For å finne ut av det, gjennomførte Colons team store simuleringer av superdatamaskiner ved hjelp av seismiske data og kjente fysiske lover.
Som et resultat presenterte geologer bildet nedenfor. På en dybde på 5–10 kilometer observeres den såkalte sprø - duktile overgangssonen. Her viker de harde sprø bergartene i den øvre skorpen plass til plast og tyktflytende. Dette er fordi en økning i temperatur øker stoffets plastisitet, mens en økning i trykk reduserer skjørheten.
De komplekse fysiske forholdene som hersker i denne sonen fører til dannelse av et relativt hardt, ikke smeltet underliggende lag, som har en dybde på 10–20 kilometer. Den består hovedsakelig av gabbro, en stein som er størknet magma med høyt smeltepunkt.
Salgsfremmende video:
Under dette laget, på dybder på 20–40 kilometer, ligger den nedre magmatiske kroppen, og over - den øvre. De avviker i kjemisk sammensetning. Spesielt består den øvre magmaen av rhyolit og er rik på oppløste gasser. Det som disse strukturene har felles, er at de består av et stoff med relativt lavt smeltepunkt. Dette gjør magmaen flytende. Det meste av dette materialet er smeltede jordskorpebergarter, selv om den nedre magma-kroppen delvis blir matet fra mantelen.
Den øvre "innsjøen" av magma varmer opp og mykner de nærliggende skorpelagene, men den store mengden vann forhindrer den i å varme opp for mye. Dette vannet mater også de berømte geysirene og varme kildene til Yellowstone.
"Simuleringsresultatene stemmer overens med observasjoner gjort ved å sende seismiske bølger gjennom dette området," forklarer Bindeman. "Dette arbeidet ser ut til å bekrefte de opprinnelige forutsetningene og gi oss mer informasjon om plasseringen av magma i Yellowstone."
Forskerne fant også ut egenskapene til mantelplymen som lå dypt under Yellowstone. Det er 175 grader varmere enn steinene rundt, og dens øvre grense ligger på en dybde på 80 kilometer.
"Denne studien hjelper også til med å forklare noen av de kjemiske signaturene som finnes i utbruddsmaterialer," sier Colon. "Vi kan også bruke den til å studere hvor varm mantelpelen er ved å sammenligne forskjellige plommemodeller med den faktiske situasjonen i Yellowstone."
Dessverre tillater resultatene av arbeidet foreløpig ennå ikke å forutsi datoen for neste supervolkanutbrudd. La oss huske at en slik katastrofe er i stand til å dekke et helt kontinent med et lag med aske. Det siste storskala utbruddet av Yellowstone skjedde for rundt 630 tusen år siden.
For øvrig er de innhentede dataene ikke bare interessante for forskere som studerer Yellowstone. Kolon sa at det resulterende bildet kan være typisk for supervolcanoer rundt om i verden.
Anatoly Glyantsev
