Geologit ovat selvittäneet yksityiskohdat Yellowstone-supervulkaanin sisäisestä rakenteesta, mukaan lukien fysikaaliset olosuhteet, kemiallinen koostumus ja syyt sen eri kerrosten muodostumiselle. Saavutus on dokumentoitu tieteellisessä artikkelissa, joka on julkaistu Geofysical Research Letters -kirjassa, jonka ovat kirjoittaneet Dylan Colon ja Ilja Bindeman Oregonin yliopistosta ja Taras Gerya Sveitsin Zürichin korkeakoulusta.
Vielä vuonna 2014 käyttämällä seismisten aaltojen "skannausta", tutkijat löysivät Yellowstonen syvyyksistä suuren magman kerääntymisen (magmaattisen rungon, kuten asiantuntijat sanovat).
Kuitenkin kaldera antaa liian paljon heliumia ja hiilidioksidia selittääkseen vain löydetyn magman rungon. Tämä sai tutkijat uskomaan, että toinen magman "kupla" on suuressa syvyydessä. Vuonna 2015 seismologiset tutkimukset vahvistivat tämän olettaman.
Mutta kuinka paljon magmaa on näissä kahdessa kehossa? Missä fyysisessä tilassa hän on? Mikä on sen kemiallinen koostumus? Kaikkiin näihin kysymyksiin ei vastattu.
Selvittääkseen Colonin joukkue suoritti laajamittaisia supertietokoneiden simulaatioita käyttämällä seismisiä tietoja ja tunnettuja fyysisiä lakeja.
Tuloksena geologit esittelivät seuraavan kuvan. 5–10 kilometrin syvyydessä havaitaan ns. Hauras - muovivaikutteinen siirtymävyöhyke. Yläkuoren kovat haurat kivet väistävät muovia ja viskoosia. Tämä johtuu siitä, että lämpötilan nousu lisää aineen plastisuutta, kun taas paineen nousu vähentää haurautta.
Tällä vyöhykkeellä vallitsevat monimutkaiset fysikaaliset olosuhteet johtavat suhteellisen kovan, ei sulan pohjakerroksen muodostumiseen, joka on 10–20 kilometrin syvyys. Se koostuu pääasiassa gabbro-kalvosta, joka on kiinteytetty magma, jolla on korkea sulamispiste.
Mainosvideo:
Tämän kerroksen alapuolella, 20–40 km: n syvyydessä, alempi magmaattinen kappale sijaitsee ja yläpuolella - ylempi. Ne eroavat kemiallisesta koostumuksestaan. Erityisesti ylempi magma koostuu ryoliitista ja sisältää runsaasti liuenneita kaasuja. Näillä rakenteilla on yhteistä se, että ne koostuvat aineesta, jolla on suhteellisen matala sulamispiste. Tämä tekee magmasta nestemäisen. Suurin osa tästä materiaalista on sulaa muurahaiskiviä, vaikka alempi magmakappale syötetään osittain vaipasta.
Magman ylempi”järvi” kuumenee ja pehmentää lähellä olevia kuorikerroksia, mutta suuri vesimäärä estää sitä lämmenmästä liikaa. Tämä vesi ruokkii myös kuuluisia Yellowstonen geysureita ja kuumia lähteitä.
"Simulaatiotulokset ovat yhdenmukaisia havaintojen kanssa, jotka on tehty lähettämällä seismisiä aaltoja tämän alueen läpi", Bindeman selittää. "Tämä työ näyttää vahvistavan alkuperäiset oletukset ja antaa meille lisätietoja magman sijainnista Yellowstonessa."
Tutkijat selvittivät myös syvälle Yellowstonen alla sijaitsevan vaippaputken ominaisuudet. Lämpötila on 175 celsiusastetta lämpimämpi kuin ympäröivät kivet ja sen yläraja sijaitsee 80 kilometrin syvyydessä.
"Tämä tutkimus auttaa myös selittämään joitain kemiallisia allekirjoituksia, joita löytyy purkautuneista materiaaleista", Colon sanoo. "Voimme käyttää sitä myös tutkiaksesi vaipan tulivuoren vertaamalla erilaisia piikkimalleja todelliseen tilanteeseen Yellowstonessa."
Valitettavasti tähän mennessä työn tulokset eivät edelleenkään mahdollista ennustaa seuraavan supervulkaanipurskeen päivämäärää. Muistakaamme, että tällainen katastrofi pystyy peittämään koko mantereen tuhkakerroksella. Yellowstonen viimeinen laajamittainen purkaus tapahtui noin 630 tuhatta vuotta sitten.
Muuten, saadut tiedot ovat mielenkiintoisia paitsi tutkijoille, jotka opiskelevat Yellowstonea. Colon sanoi, että tuloksena oleva kuva voi olla tyypillinen supertulveleille ympäri maailmaa.
Anatoli Glyantsev