Учёные выяснили, как возник Йеллоустонский супервулкан

Гигантский вулкан в национальном парке Йеллоустон возник на большом удалении от линий разломов и прочих геологических "горячих точек" благодаря погружению погибшей континентальной плиты под западную часть будущей США. 

"Тепло, необходимое для запуска вулканических процессов, обычно встречается в тех точках Земли, где сталкиваются тектонические плиты, и одна из них уходит в недра планеты. Йеллоустон и другие вулканы на западе США расположены далеко от побережья, где проходит граница между плитами. Наши коллеги считали, что "двигателем" их извержений выступают так называемые плюмы – горячие течения магмы, поднимающиеся от мантии к коре планеты", — рассказывает Ли-цзюнь Лю (Lijun Liu) из университета штата Калифорния в Сан-Диего (США).

Йеллоустонский супервулкан сегодня представляет собой гигантскую воронку длиной в 72 километра и шириной в 55 километров, которая находится на территории одноименного национального парка в штате Вайоминг. В середине прошлого века ученые выяснили, что это углубление представляет собой жерло древнего вулкана, с гигантской магматической камерой, расположенной на глубине примерно в 8 километров.

Дальнейшие наблюдения за Йеллоустоном показали, что он неоднократно извергался за последний миллион лет, и что эти извержения носили катастрофический характер, способный поменять климат планеты. С другой стороны, ученые не смогли найти очевидного источника его лав и магмы, что заставляет сегодня геологов ожесточенно спорить о возможной причине появления гигантского вулкана в этой части США.

Лю и его коллеги проверили все эти теории, изучив структуру недр Йеллоустона и его окрестностей при помощи так называемого "сейсмического томографа" – особого прибора, способного раскрывать структуру и состав глубинных слоев пород по тому, как через них проходят сейсмические колебания разных типов.

Эти данные сами по себе не могут дать точную картинку того, как устроены недра Земли в той или иной точке – как правило, ученые сопоставляют их с компьютерными моделями коры и мантии и тем, как колебания, порожденные землетрясениями и взрывами, проходили бы через них.

Руководствуясь этой идеей, команда Лю составила несколько десятков компьютерных моделей, основанных на гипотезах других геологов о происхождении Йеллоустона, и "отмотала" время на 20 миллионов лет назад, когда предположительно возник прародитель этого вулкана. Сравнивая результаты этих расчетов и реальные сейсмические данные, ученые пытались понять, какая идея ближе к истине.

Как оказалось, общепринятая теория о "плюмовом" происхождении главного американского супервулкана не соответствовала действительности – потоки тепла, возникавшие в большинстве подобных моделей Йеллоустона, текли не вверх, а вниз, в сторону недр планеты, или выходили на поверхность не там, где нужно.

Реальный источник тепла, необходимого для "запуска" Йеллоустона, как считают Лю и его коллеги, находится в приповерхностных слоях мантии на северо-востоке США, и представляет собой один из осколков так называемой Фараллонской тектонической плиты. Она покрывала в далеком прошлом часть дна Тихого океана и распалась на части еще во времена динозавров.

Ее осколки продолжают погружение вглубь недр Земли и сегодня, и часть из них, как показывают расчеты ученых, могли породить супервулкан в штате Вайоминг и другие очаги вулканизма, возникавшие на западе США в последние 20 миллионов лет. Эта же идея, как отмечает Лю, хорошо согласуется с теми следами "лавовых потопов" на западе США, связанных с Фараллонской плитой, которые его команда открыла два года назад.

Проверить эту идею, как считают Лю и его коллеги, достаточно просто – для этого достаточно проанализировать химический состав пород из Йеллоустона и сравнить их с типичными выбросами плюмов. Американские геологи планируют сделать это в ближайшее время.