A geológusok kitalálták a Yellowstone szupervulkán belső szerkezetének részleteit, beleértve a fizikai feltételeket, a kémiai összetételt és a különféle rétegek kialakulásának okait. Az eredményt Dylan Colon és Ilya Bindeman, az Oregon Egyetem, valamint Taras Gerya, a zürichi svájci felsőoktatási iskola geofizikai kutatási leveleiben közzétett tudományos cikk dokumentálja.
2014-ben, a szeizmikus hullámok "letapogatásával" a tudósok a Yellowstone mélyén felfedezték a magma nagy felhalmozódását (egy varázslatos test, ahogy a szakértők mondják).
A kaldera azonban túl sok héliumot és széndioxidot bocsát ki, hogy ezt csak a talált magma test magyarázza. Ez arra késztette a tudósokat, hogy higgyék, hogy a mágia újabb "buborékja" nagy mélységben fekszik. 2015-ben a szeizmológiai vizsgálatok megerősítették ezt a feltételezést.
De mennyi magma van ebben a két testben? Milyen fizikai állapotban van? Mi a kémiai összetétele? Mindezen kérdések megválaszolatlanul maradtak.
Ennek megismerése érdekében Colon csapata nagyszabású szuperszámítógépes szimulációkat végzett szeizmikus adatok és közismert fizikai törvények felhasználásával.
Ennek eredményeként a geológusok az alábbi képet mutatták be. 5-10 kilométer mélységben megfigyelhető az úgynevezett törékeny - gömbös átmeneti zóna. A felső kéreg kemény törékeny kőzetei itt műanyag és viszkózus helyet adnak. Ennek oka az, hogy a hőmérséklet növekedése növeli az anyag plaszticitását, míg a nyomás növekedése csökkenti a törékenységet.
Az ebben a zónában uralkodó bonyolult fizikai körülmények egy viszonylag kemény, nem olvadt alapréteg kialakulásához vezetnek, amelynek mélysége 10–20 kilométer. Főleg gabbroból áll, egy kőzetből, amely megszilárdult magma, magas olvadáspontú.
Promóciós videó:
Ennek a rétegnek a alatt, 20–40 kilométer mélységben az alsó mágikus test helyezkedik el, a fenti felett pedig a felső. Kémiai összetételükben különböznek. Különösen a felső magma riolitból áll, és oldott gázokban gazdag. Ezeknek a struktúráknak az a közös, hogy viszonylag alacsony olvadáspontú anyagból állnak. Ezáltal a magma folyékony lesz. Ennek az anyagnak a nagy része megolvadt kéregszikla, bár az alsó magmatest részben táplálkozik a köpenyből.
A magma felső „tója” felmelegíti és meglágyítja a közeli kéregrétegeket, de a nagy mennyiségű víz megakadályozza, hogy túl melegszik. Ez a víz táplálja a Yellowstone híres gejzírjeit és forró forrásait is.
"A szimulációs eredmények megegyeznek a szeizmikus hullámok ezen a téren történő továbbításával végzett megfigyelésekkel" - magyarázza Bindeman. "Úgy tűnik, hogy ez a munka megerősíti az eredeti feltételezéseket, és további információt nyújt nekünk a magma helyéről a Yellowstone-ban."
A kutatók megtudták a mélyen a Yellowstone alatt fekvő köpeny tollat is. 175 Celsius fokkal melegebb, mint a környező sziklák, felső határa 80 kilométer mélységben található.
"Ez a tanulmány segíti a kitört anyagokban található néhány kémiai aláírás magyarázatát is" - mondja Colon. "Azt is felhasználhatjuk, hogy megvizsgáljuk, mennyire meleg a köpenycsík, összehasonlítva a különböző tollazatmodelleket a Yellowstone tényleges helyzetével."
Sajnos a mai napig a munka eredményei még mindig nem teszik lehetővé a következő szupervulkán-kitörés időpontjának megjósolását. Emlékezzünk vissza, hogy egy ilyen kataklizma képes az egész kontinenst hamu réteggel lefedni. A Yellowstone utolsó nagyszabású kitörése körülbelül 630 ezer évvel ezelőtt történt.
Mellesleg, a kapott adatok nemcsak a Yellowstone-t kutató kutatók számára fontosak. Colon szerint az így kapott kép jellemző lehet a szupervulkánokra az egész világon.
Anatolij Glyantsev