Geologer har fundet ud af detaljerne i den indre struktur i Yellowstone supervolcano, herunder fysiske forhold, kemisk sammensætning og årsagerne til dannelsen af dens forskellige lag. Opnåelsen er dokumenteret i en videnskabelig artikel offentliggjort i Geophysical Research Letters af Dylan Colon og Ilya Bindeman fra University of Oregon og Taras Gerya fra den schweiziske højere tekniske skole i Zürich.
Tilbage i 2014, ved hjælp af seismiske bølger "scanning", opdagede forskere i dybden af Yellowstone en stor ophobning af magma (en magmatisk krop, som eksperter siger).
Imidlertid afgiver calderaen for meget helium og kuldioxid til kun at kunne forklares med det fundne magma legeme. Dette fik forskerne til at tro, at en anden "boble" af magma ligger i store dybder. I 2015 bekræftede seismologiske undersøgelser denne antagelse.
Men hvor meget magma er der i disse to kroppe? Hvilken fysisk tilstand er hun i? Hvad er dets kemiske sammensætning? Alle disse spørgsmål forblev ubesvarede.
For at finde ud af det udførte Colons team storskala-supercomputer-simuleringer ved hjælp af seismiske data og velkendte fysiske love.
Som et resultat præsenterede geologer følgende billede. I en dybde på 5-10 kilometer observeres den såkaldte skør - duktile overgangszone. Her vender de hårde sprøde klipper i den øverste skorpe plads til plast og tyktflydende. Dette skyldes, at en stigning i temperaturen øger stoffets plasticitet, mens en stigning i trykket mindsker skrøbeligheden.
De komplekse fysiske forhold, der hersker i denne zone, fører til dannelse af et relativt hårdt, ikke smeltet underliggende lag, som har en dybde på 10-20 kilometer. Den består hovedsageligt af gabbro, en klippe, der er størknet magma med et højt smeltepunkt.
Salgsfremmende video:
Under dette lag på 20–40 kilometer dybder er det nedre magmatiske legeme placeret og over - det øverste. De adskiller sig i kemisk sammensætning. Især består den øverste magma af rhyolit og er rig på opløste gasser. Hvad disse strukturer har til fælles, er, at de består af et stof med et relativt lavt smeltepunkt. Dette gør magmaen flydende. Det meste af dette materiale er smeltede jordskorpe, selvom det nedre magma legeme delvis fødes fra mantelen.
Den øverste "sø" af magma opvarmes og blødgør de nærliggende skorpelag, men den store mængde vand forhindrer den i at opvarmes for meget. Dette vand fører også de berømte gejsere og varme kilder til Yellowstone.
”Simuleringsresultaterne stemmer overens med observationer foretaget ved at sende seismiske bølger gennem dette område,” forklarer Bindeman. "Dette arbejde ser ud til at bekræfte de originale antagelser og give os mere information om placeringen af magma i Yellowstone."
Forskerne fandt også ud af kendetegnene for mantelflommen, der lå dybt under Yellowstone. Det er 175 grader celsius varmere end de omgivende klipper, og dens øvre grænse er placeret i en dybde på 80 kilometer.
”Denne undersøgelse hjælper også med at forklare nogle af de kemiske underskrifter, der findes i udbrudte materialer,” siger Colon. "Vi kan også bruge den til at undersøge, hvor varm mantelfalden er, ved at sammenligne forskellige blomme-modeller med den faktiske situation i Yellowstone."
Desværre tillader resultaterne af arbejdet hidtil stadig ikke at forudsige datoen for det næste supervolkanudbrud. Lad os huske, at en sådan katastrofe er i stand til at dække et helt kontinent med et lag af aske. Den sidste store udbrud af Yellowstone fandt sted for omkring 630 tusind år siden.
For øvrig er de opnåede data ikke kun interessante for forskere, der studerer Yellowstone. Kolon sagde, at det resulterende billede kan være typisk for supervolcanoer rundt om i verden.
Anatoly Glyantsev