Вчені запропонували нове пояснення активності супервулкана Єллоустоун: усе може бути не так, як вважали десятиліттями
Супервулкан Єллоустоун, який вважається одним із найнебезпечніших вулканічних об’єктів на планеті, може отримувати енергію зовсім не з глибоких надр Землі, як припускали раніше. Нове дослідження показало, що ключову роль у його живленні може відігравати так званий «мантійний вітер» — горизонтальний потік гарячих порід у верхній частині мантії.
Відкриття належить ученим з Інституту геології та геофізики Китайської академії наук. За допомогою тривимірної комп’ютерної моделі вони відтворили сучасні процеси, що відбуваються під західною частиною Північної Америки, і запропонували новий механізм утворення магми під супервулканами.
Старі уявлення можуть бути помилковими
Протягом багатьох років геологи вважали, що під супервулканами існують величезні резервуари рідкої магми. Згідно з цією теорією, магма поступово накопичується в земній корі, тиск зростає, а коли він перевищує критичний рівень — відбувається катастрофічне виверження.
Однак сучасні дослідження дедалі частіше свідчать, що реальність значно складніша. Замість гігантських магматичних озер під Єллоустоуном існує так звана магматична «каша» — величезна зона частково розплавлених порід, розподілена по всій літосфері. Такі утворення набагато густіші за звичайну рідку магму і поводяться зовсім інакше.
Саме це й змушувало науковців шукати нове пояснення того, як супервулкани залишаються активними протягом сотень тисяч і навіть мільйонів років.
Що таке «мантійний вітер»
Нова модель показала, що джерело магми знаходиться не біля ядра Землі, а значно ближче до поверхні — у верхній частині астеносфери, пластичного шару під літосферою.
Дослідники встановили, що гарячі породи повільно рухаються горизонтально зі сходу на захід, утворюючи своєрідний «мантійний вітер». Його виникнення пов’язують із давнім зануренням океанічної плити Фараллон під Північноамериканську плиту — процесом, який триває мільйони років.
Коли цей потік досягає району Єллоустоуна, гарячий матеріал починає деформувати літосферу. Через розтягування порід тиск знижується, і частина мантійної речовини плавиться, утворюючи нову магму.
Таким чином, дослідники поставили під сумнів популярну гіпотезу про існування потужного вертикального мантійного плюму, який нібито піднімається майже від самого ядра Землі.
Чому магма накопичується саме під Єллоустоуном
Комп’ютерне моделювання також допомогло пояснити характерну форму підземної магматичної системи вулкана.
На сході гарячий мантійний потік наштовхується на товстий корінь літосфери, тоді як із західного боку діють інші сили, пов’язані з більш легкою континентальною корою. У результаті літосфера ніби розтягується і частково розривається, формуючи похилий канал.
Саме через цей природний «коридор» магма піднімається до верхніх шарів земної кори, поступово створюючи величезну систему частково розплавлених порід, характерну для Єллоустоуна.
За словами авторів роботи, результати моделювання добре узгоджуються з даними сейсмічних та геохімічних досліджень, проведених у цьому регіоні раніше.
Новий погляд на природу супервулканів
Єллоустоун є одним із найкраще вивчених супервулканів світу. За останні 2,1 мільйона років тут сталося кілька надпотужних вивержень, кожне з яких суттєво впливало на клімат і природні екосистеми.
Автори дослідження вважають, що запропонований механізм може пояснювати не лише активність Єллоустоуна, а й інших супервулканів планети. Він поєднує процеси утворення магми у верхній мантії з її накопиченням у літосфері, дозволяючи зрозуміти, як такі гігантські магматичні системи можуть існувати протягом дуже тривалого часу.
Нове дослідження не означає, що супервулкан найближчим часом прокинеться. Натомість воно допомагає краще зрозуміти внутрішню будову Землі та процеси, які формують одні з наймасштабніших вулканічних систем нашої планети.
