20.03.2018 | Наука

Геологи нашли подземный «фонтан» магмы под Йеллоустоном

Сейсмический анализ недр Йеллоустонского вулкана показал, что под ним скрывается мощный плюм – вертикальный поток магмы, быстро поднимающейся из глубин мантии Земли.

© Фото : “Windows into the Earth,” Robert B. Smith and Lee J. Siegel

Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

"История рождения этого супервулкана, расположенного внутри континентальной плиты, вызывает горячие споры среди ученых уже долгое время. Часть коллег считает, что причиной его появления является плюм, а их оппоненты говорят о том, что его он возник в результате пока неизвестных нам процессов в верхних слоях мантии. Мы нашли однозначные свидетельства в пользу первой гипотезы", — пишут авторы открытия.

Йеллоустонский супервулкан сегодня представляет собой гигантскую воронку длиной в 72 километра и шириной в 55 километров, которая находится на территории одноименного национального парка в штате Вайоминг. В середине прошлого века ученые выяснили, что это углубление представляет собой жерло древнего вулкана, с гигантской магматической камерой, расположенной на глубине примерно в 8 километров.

Дальнейшие наблюдения за Йеллоустоном показали, что он неоднократно извергался за последний миллион лет, и что эти извержения носили катастрофический характер, способный поменять климат планеты. С другой стороны, ученые не смогли найти очевидного источника его лав и магмы, что заставляет сегодня геологов ожесточенно спорить о возможной причине появления гигантского вулкана в этой части США.

Питер Нельсон и Стивен Гранд, геологи из университета Техаса в Остине (США), открыли новую главу в этом споре. Они обнаружили новые свидетельства того, что под Йеллоустоном находится своеобразный "фонтан" из чрезвычайно горячей и жидкой магмы, быстро поднимающейся к поверхности Земли из самых глубинных слоев ее недр, расположенных на границе между ядром и мантией.

Подобные потоки магмы, похожие по форме на гриб, ученые называют плюмами. Плюмы, за счет высокой скорости их движения и высокой температуры, иногда могут "пробивать" толстые и холодные породы континентальной коры и выходить на поверхность планеты, вызывая мощнейшие извержения вулканов.

Геологи, как рассказывают Нельсон и Гранд, достаточно давно подозревают, что под Йеллоустоном может скрываться плюм, однако до настоящего времени у них не было однозначных доказательств того, что он существует. Это заставляло многих "скептиков" считать, что на самом деле этот поток горячей материи был порожден осколками морской плиты, которая давно погрузилась под Северную Америку, но еще не распалась на части.

Техасские ученые доказали, что это не так, проанализировав то, как два редких типа сейсмических волн проходили через Йеллоустонский национальный парк и ядро Земли, используя сеть сейсмографов USArray. Большое количество этих детекторов помогло геологам составить трехмерную карту недр в окрестностях вулкана и понять, как именно магма поднимается к его поверхности.

Как показали эти замеры, под Йеллоустоном находится достаточно узкая и прямая магматическая "трубка", которая уходит вглубь Земли на примерно 2,7-3 тысячи километров. Ее свойства и размеры, как отмечают ученые, однозначно говорят о том, что она была порождена плюмом, чья температура была выше, чем у окружающих пород, примерно на 600-850 градусов Цельсия.

Это открытие, как подчеркивают геологи, пока не позволяет сказать, когда произойдет следующее извержение супервулкана и не делает его более вероятным. С другой стороны, дальнейшие наблюдения за поведением плюма, как надеются Гранд и Нельсон, помогут ученым заблаговременно понять, что вулкан начал просыпаться.

ЛентаРу