Супервулкан Йеллоустоун может подпитываться совсем не так, как считалось

Новое исследование поставило под сомнение прежние представления о природе Йеллоустонского супервулкана. Согласно выводам ученых, его активность связана не с глубинным магматическим очагом в мантии Земли, а с процессами в земной коре и тектоническими сдвигами.

Соавтор работы Лицзюнь Лю, геолог из Института геологии и геофизики Китайской академии наук, отметил, что полученные данные требуют пересмотра существующих моделей. По его словам, механизмы магматических каналов оказались сложнее, чем предполагалось ранее, поэтому прогнозы извержений должны учитывать новые факторы.

Йеллоустонская зона отличается тонкой земной корой и долгой историей вулканической активности. За последние 2,1 миллиона лет здесь произошло три крупных извержения. Последнее случилось 631 тысячу лет назад и сформировало Йеллоустонскую кальдеру — впадину более 50 километров в диаметре, возникшую после выхода расплавленных пород на поверхность.

Причины вулканизма в регионе давно вызывают научные споры. Одна группа исследователей связывает его с мантийным плюмом — потоком раскалённого вещества, поднимающимся из глубин Земли и прогревающим кору. Другая считает, что решающую роль играет давление и движение в земной коре и верхней мантии.

Главный сейсмолог Йеллоустонской вулканической обсерватории Джейми Фаррелл, не участвовавший в исследовании, отметил, что разные гипотезы по-разному описывают будущее поведение вулканической системы.

В работе, опубликованной в журнале Science, ученые показали, что нагрев магматических очагов может происходить за счет тектонических процессов без участия глубинного плюма. Для этого была создана трехмерная модель, учитывающая движение плит западной части Северной Америки, структуру мантии под Йеллоустоном и особенности литосферы.

Лицзюнь Лю сообщил, что анализ выявил формирование магматических каналов под воздействием тектонических сил. Система испытывает влияние двух противоположных процессов. С одной стороны, различия плотности литосферы приводят к ее растяжению в сторону западного побережья США, что сравнимо с растягиванием теста. С другой — старая Фараллонская плита уходит под материк, затягивая нижние слои коры и изменяя наклон вулканической системы.

В районе Йеллоустона эти процессы сталкиваются, что приводит к разрыву литосферы и формированию каналов, по которым магма поднимается к поверхности.

Вулканолог-сейсмолог Нинфа Беннингтон из Гавайской вулканической обсерватории отметила, что предыдущие геофизические данные указывали на зарождение магмы в верхней мантии юго-западнее комплекса с последующим смещением к северо-востоку под кальдеру. Новая модель объясняет этот маршрут движения.

Джейми Фаррелл добавил, что понимание механизма нагрева магмы важно для оценки будущей активности. По его словам, за последние 17 миллионов лет вулканическая система развивалась в зоне более теплой и тонкой коры, однако восточнее Йеллоустона расположены более холодные и плотные породы, что может изменить характер будущих процессов.

Лицзюнь Лю подчеркнул, что различие между влиянием мантийного плюма и тектонических сил может существенно менять прогнозы поведения системы.

По словам исследователей, подход с учетом тектонических процессов может применяться и к другим крупным вулканическим системам, включая вулкан Тоба в Юго-Восточной Азии, Таупо в Новой Зеландии и активные вулканы северо-востока Китая.

Нинфа Беннингтон отметила, что аналогичные методы анализа помогут лучше понять движение магмы в кальдерных системах с высокой вулканической активностью по всему миру.

Читайте также: