На сайте ВСЕГЕИ нам уже случалось размещать информацию об Йеллоустоновском вулкане, одном из самых больших и грозных действующих вулканов мира. В научной литературе и публикациях СМИ этому вулкану посвящены сотни статей, и вот совсем недавно в апрельском номере Science появилась серьезная работа, посвященная структуре подземного магматического аппарата, питающего этот вулкан.
Супервулкан Йеллоустона – крупнейший вулкан на Земле. Фото Windows into the Earth, Robert B. Smith, Lee J. Siegel
Геофизики из университета Юты в Солт-Лейк-Сити представили детальную картину подземной магматической системы Йеллоустонского национального парка, США. Ранее было показано, что под гейзерами и горячими источниками этого парка находится резервуар вулканической магмы, ответственный за несколько крупнейших извержений в истории Земли. В данной работе, выполненной под руководством доктора Синь-Хуа Хуан (Hsin-Hua Huang), сообщается о том, что под гигантским вулканом имеется не один, а два магматических очага.
«Мы обнаружили, что резервуар магмы в нижней коре гораздо глубже и больше, чем мы полагали ранее», – рассказывает сейсмолог Синь-Хуа Хуан.
Учёные знали о наличии мантийного плюма, несущего расплавленную породу из глубин мантии вверх и расположенного на глубине около 60 километров под поверхностью земли. На 50 км выше вершины плюма ранее был обнаружен относительно мелкий магматический очаг, содержащий около 10 тысяч кубических километров расплавленного материала.
Рисунок vesti.ru
Авторами рассматриваемой публикации было показано, что существует ещё один магматический резервуар, расположенный ещё глубже (между 20 и 50 километрами ниже поверхности) и по размеру в 4,5 раза больше «мелкой» магматической камеры (см. рисунок). «Таким образом, было выявлено недостающее звено между магматическим плюмом и малой магматической камерой», - сообщил Питер Сервелли (Peter Cervelli), геофизик из Анкориджа (Аляска), который работает в обсерватории вулкана Йеллоустоун геологической службы США. При этом в статье подчеркивается, что открытие не увеличивает вероятность извержения, вызываемого опорожнением мелкой камеры.
Исследователи утверждают, что в целом расплавленные породы под вулканом Йеллоустон по объёму составляют около четверти Большого Каньона.
Последнее крупное извержение состоялось в этих местах 640 тысяч лет назад, но сегодня угроза землетрясений вполне вероятна. Впрочем, считают ученые, наличие глубинного резервуара не означает, что верхний «мелкий» резервуар будет пополняться снова и снова.
«Зная, что имеется этот дополнительный резервуар, мы понимаем, что может иметь место гораздо больший объём извергающегося материала за относительно короткий период времени», - говорит соавтор работы Виктор Tзай (Victor Tsai), геофизик Калифорнийского технологического института в Пасадене.
Открытие, о котором сообщает апрельская онлайн - статья в Science , также подтверждает ранее известную гипотезу, согласно которой для некоторых вулканов существует подземная камера, содержащая расплавленный базальт, которая подпитывает меньшую камеру, вмещающую расплавленную, более легкую, богатую кремнием породу (риолит).
В своей работе исследователи использовали сейсмометры для измерения сейсмического отклика от землетрясений для того чтобы сделать своего рода УЗИ магматической системе Йеллоустоновского вулкана.
Исходя из известного факта, согласно которому, сейсмическая волна, проходящая через жидкий материал, уменьшает свою скорость, команда исследователей интерпретировала области с пониженными сейсмическими скоростями как магматические камеры (хотя эти камеры по-прежнему содержат все-таки преимущественно твердые породы, лишь с небольшой примесью жидкого расплава).
Волны от дальних землетрясений являются полезными для визуализации таких глубинных структур, как мантийный плюм, а отклики от местных землетрясений могут помочь зарегистрировать мелкозалегающие камеры.
Господин Синь-Хуа Хуан говорит, что его исследование позволило впервые объединить оба типа сейсмических источников и тем самым зарегистрировать обе камеры, залегающие на существенно разных глубинах.
Его команда использовала 11 сейсмометров фирмы EarthScope USArray для приема сигналов от «глубоких» землетрясений и 69 сейсмометров из нескольких местных сейсмических сетей для сбора данных от более «мелких» землетрясений. «Наше исследование дает всестороннее представление о магматической системе, простирающейся от верхней части плюма к земной коре», - говорит Alan Levander, геофизик университета Райса в Хьюстоне, штат Техас.
Но он говорит также, что работа рождает один интересный новый вопрос, который может дать пищу для будущих исследований. Тектоническая плита Северной Америки перемещается на запад на несколько сантиметров год, проезжая над вершиной неподвижного магматического плюма. Поэтому он ожидал увидеть две камеры, которые сидят в плите, в положении, несколько смещенном к западу от плюма. Вместо этого они оказались расположенными несколько к востоку от плюма. «Это точно не совпадает с нашими ожиданиями», - сказал он.
Доктор Синь-Хуа Хуан говорит, что имея теперь в руках информацию о приблизительных размерах и положении основных магматических тел, ученые разрабатывающие компьютерные модели, могут попытаться понять, как магма перемещалась во время прошлых извержений — и почему камеры расположены там, где они находятся сегодня. «После такого исследования, они могут иметь более хорошие исходные данные для такого моделирования».
Издательско-выставочный центр ВСЕГЕИ
Источник(и): http://mignews.com.ua/science/5490609.html
http://www.vesti.ru/doc.html?id=2529154
http://www.sciencemag.org/content/early/2015/04/22/science.aaa5648
http://news.sciencemag.org/earth/2015/04/two-huge-magma-chambers-spied-beneath-yellowstone-national-park
http://www.vsegei.ru/ru/news/index.php?ELEMENT_ID=96292&sphrase_id=42006
