Гейзеры могут сигнализировать о вторжении магмы под Йеллоустонскую кальдеру

Гейзер "Пароход" в Вайоминге является самым высоким в мире активным гейзером, который иногда выбрасывает воду на 90 м в воздух. Иногда гейзер остается тихим в течение многих лет, а затем внезапно активизируется, что озадачивает ученых. 

Новое исследование, наряду с анализом вулканолога Эрика Клеметти, углубляется в это странное поведение гейзеров, чтобы понять, что вызывает деформацию вокруг кальдеры и как она может быть связана с гейзером.

Йеллоустонская кальдера-это супервулкан, который занимает более 1 500 квадратных километров в северо-западной части штата. Как описал Чарльз Уикс из USGS, "корни Йеллоустона, кажется, простираются до самой границы ядро-мантия. В этом измерении это магматическая система континентального масштаба."

В кальдере есть геотермальные объекты, такие как гейзеры, горячие источники, грязевые вулканы и геотермальные бассейны. Эта гидротермальная активность стимулируется массивными резервуарами тепла под областью Йеллоустона, большинство из которых происходит из магмы залегающей глубоко под кальдерой.

По словам Клеметти, адъюнкт-профессора наук о Земле в Университете Денисона в Огайо, тепло и вода означают, что поверхность Земли часто поднимается и опускается, что указывает на то, что Йеллоустон очень активная кальдера.

Новый период активности, начавшийся в 2018 году, позволил по-новому взглянуть на причины поверхностной деформации вокруг кальдеры - тема, которая обсуждалась с момента ее открытия более четырех десятилетий назад.

"Оказывается, что подъем и падение поверхности земли, поведение некоторых гейзеров и проникновение новой магмы под Йеллоустон могут быть связаны друг с другом", - говорит Клеметти.

На протяжении десятилетий площадь северного края и дно кальдеры деформировались. Группа изучила аномалию поднятия северного края и использовала данные о деформациях, полученные с помощью новых методов, для моделирования потенциальных источников изменений.

"Магма, летучие вещества, высвобождаемые из магмы, или гидротермальные жидкости-все это может вызвать подъем или падение поверхности", - сказал Клеметти.

Команда использовала данные с 2000 по 2018 год. Полученные результаты показали, что деформация может представлять собой накопление магматических летучих веществ из базальтовой интрузии около 2000 года.

Майк Поланд, научный руководитель обсерватории Йеллоустонского вулкана USGS, считает, что связь может быть более сложной. "Почему только один гейзер реагирует на процессы под Норрисом [Гейзерный бассейн]? Разве это не повлияет на все гейзеры?"

Одно из объяснений может заключаться в том, что гейзер "Пароход", возможно, имеет более сложную и более глубокую систему, чем другие гейзеры в Йеллоустоне.

"При наличии только двух эпизодов наблюдаемой деформации вблизи Норриса, частота извержения, по-видимому, реагирует на поверхностную деформацию", - сказал Уикс, отметив, что ученые пока ограничились набором данных только гейзера "Пароход".

Любая связь между активностью гейзера и накоплением газа у поверхности может увеличить риск гидротермальных взрывов.

"Непрерывный мониторинг изменчивых скоростей потока действительно необходим, чтобы поставить геофизические модели", - заявил Уикс, предположив, что возможность иметь постоянный геохимический мониторинг гидротермальных флюидов поможет ученым сделать более точные модели.

"Если поверхностная инфляция вызвана накоплением жидкостей под давлением, а дефляция происходит, когда эти жидкости выходят на поверхность, мы могли бы обнаружить изменения в летучих потоках с течением времени", - добавил он.

"Способность связывать более глубокие процессы, такие как магматическое вторжение, с поверхностными явлениями является важной для геологов, контролирующих активную кальдеру, такую как Йеллоустон", - также отметил Клеметти.

Для Уикса и Польши изучение связи между магматическими и гидротермальными системами в Йеллоустоне также важно для создания более совершенных моделей опасности супервулкана.