В самом начале 2015 года мы уже рассказывали о грандиозной программе по изучению Северо-Американского континента EarthScope, проводимой Геологической службой США. Тогда же мы отмечали, что один из элементов этой программы, сейсмическая и магнитотеллурическая обсерватория USArray, выявил под континентом обломки плиты Фараллон, начавшей погружаться под него примерно 175 миллионов лет назад. Изучая полученные данные, геолог из Технического университета Вирджинии Ин Чжоу (Ying Zhou) обнаружила, что именно эта плита ответственна за образование Йеллоустонского супервулкана.
До сих пор считалось, что причиной образования Йеллоустона является мантийный плюм, понимающийся с глубин через ослабленную зону или раскол в земной коре или субдукция создающая расплав для заполнения магматической камеры в результате плавления при трении плит друг об друга.
Йеллоустон имеет все признаки вулкана, создаваемого горячей точкой растущей магмы, сидящей в конце пунктирной линии. Эти кальдеры намекают на прерывистую историю извержений, когда кора медленно дрейфует над плюмом. С другой стороны, штат Вайоминг находится где-то посреди Северо-Американской тектонической плиты, вдали от того места, где происходит субдукция. Все хорошо, но есть одна проблема — пока не удалось найти доказательств канала от мантии до поверхности: в сейсмических изображениях отсутствует глубинная структура плюма. Применив к данным, записанным станциями USArray метод дифракционной томографии, Ин Чжоу зафиксировала неоднородности в строении земной коры.
«Впервые для сейсмических данных такого типа была применена новая теория изображений, которая позволила нам увидеть аномальные структуры в мантии Земли, которые иначе не могли бы быть разрешимы с использованием традиционных методов», — отмечает Чжоу.
Признаков плюма исследователь не обнаружила, аномалии четко следовали за кальдерами. Волны описывали узор, следовавший за формой плиты Фараллон. Это наблюдение противоречит модели плюма, которая требует, чтобы аномалии в средней мантии были ограничены в узкой области, непосредственно расположенной под настоящей кальдерой Йеллоустон.
Опираясь на полученные данные, Чжоу предлагает альтернативную интерпретацию образования Йеллоустонского супервулкана: около 16 миллионов лет назад кусок молодой плиты, обломившийся в результате субдукции впервые достиг глубины 66 км под Айдахо и Орегоном и столкнул старую стоявшую не месте плиту. Произошедшее разрушение этой плиты вдоль существовавших ранее зон разломов распространилось на северо-восток. Этот процесс спровоцировал пассивный апвеллинг из нижней мантии, который при проходе через богатую водой переходную зону мантии вызвал плавление пород и прогрессирующий во времени вулканизм.
Источник: https://www.nature.com/articles/s41561-018-0126-4
«Более подробные изображения необычных пород в глубине Земли позволят нам использовать компьютерное моделирование, чтобы воссоздать фрагментацию гигантской океанической плиты и протестировать различные сценарии того, как плавление пород и магмоподводящая система работают на Йеллоустонских вулканах», — заключает Чжоу.
Информационная служба ВСЕГЕИ
Источники: https://www.nature.com/articles/s41561-018-0126-4
и https://www.sciencealert.com/diffraction-tomography-farallon-plate-subduction-responsible-yellowston...
