Зміна уявлень про природу супервулканів
Група науковців з Інституту геології та геофізики Китайської академії наук запропонувала революційне пояснення активності супервулкана Єллоустоун. За результатами їхнього дослідження, основним джерелом енергії для цього одного з найнебезпечніших вулканів планети може слугувати так званий «мантійний вітер» — горизонтальний потік гарячих порід у верхній частині мантії, а не глибокі надра Землі, як вважалося раніше.
Впродовж десятиліть геологи припускали, що під супервулканами розташовані величезні резервуари рідкої магми. Згідно з цією теорією, накопичена магма підвищує тиск у земній корі, що зрештою призводить до потужних вивержень. Проте сучасні дослідження демонструють складнішу картину: під Єллоустоуном знаходиться не суцільне озеро магми, а «магматична каша» — велика зона частково розплавлених порід, які мають більшу густину і відрізняються за властивостями від рідкої магми.
Ця обставина змусила дослідників шукати альтернативні механізми, які могли б пояснити тривалу активність супервулканів протягом сотень тисяч або навіть мільйонів років.
Роль «мантійного вітру» у формуванні магми
Згідно з новою комп’ютерною моделлю, джерело магматичних процесів у Єллоустоуні розташоване у верхній частині астеносфери — пластичному шарі під літосферою, ближчому до поверхні, а не біля ядра Землі. Вчені встановили, що гарячі породи рухаються горизонтально зі сходу на захід, створюючи «мантійний вітер». Його виникнення пов’язане з давнім зануренням океанічної плити Фараллон під Північноамериканську плиту, що триває мільйони років.
Коли цей потік досягає району Єллоустоуна, він спричиняє деформацію літосфери, розтягуючи її та знижуючи тиск у породах. У результаті частина мантійної речовини плавиться, утворюючи магму. Таким чином, дослідники поставили під сумнів гіпотезу про потужний вертикальний мантійний плюм, який нібито піднімається від самого ядра планети.
«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 геологічний «коридор» магма піднімається до верхніх шарів земної кори, створюючи складну систему частково розплавлених порід, характерну для Єллоустоуна.
Результати моделювання, як зазначають автори, добре співвідносяться з даними сейсмічних та геохімічних досліджень регіону.
Єллоустоун є одним із найбільш досліджених супервулканів світу. За останні 2,1 мільйона років тут відбулося кілька гігантських вивержень, які суттєво впливали на клімат і природні екосистеми планети.
Науковці припускають, що новий механізм може пояснити не лише активність Єллоустоуна, а й інших супервулканів. Він об’єднує процеси утворення магми у верхній мантії з її накопиченням у літосфері, що дозволяє краще зрозуміти, як такі масштабні магматичні системи здатні існувати дуже тривалий час.
Водночас дослідження не свідчить про те, що супервулкан найближчим часом стане активним. Його результати допомагають глибше зрозуміти внутрішню будову Землі та механізми формування величезних вулканічних систем.