Geoloogid on välja mõelnud Yellowstone'i supervulkaani sisemise struktuuri üksikasjad, sealhulgas füüsikalised tingimused, keemiline koostis ja selle erinevate kihtide moodustumise põhjused. Saavutust kirjeldatakse teaduslikus artiklis, mis on avaldatud ajakirjas Geophysical Research Letters, autoriteks Dylan Colon ja Ilja Bindeman Oregoni ülikoolist ning Taras Gerya Šveitsi Zürichi kõrgemast tehnikumist.
2014. aastal avastasid teadlased seismiliste lainete "skaneerimise" abil suure magma kogunemise Yellowstone'i sügavusse (magmaatiline keha, nagu eksperdid ütlevad).
Kuid kaldera eraldab liiga palju heeliumi ja süsinikdioksiidi, et seda seletada ainult leitud magma kehaga. See ajendas teadlasi uskuma, et veel üks magma "mull" asub suurtes sügavustes. 2015. aastal kinnitasid seda eeldust seismoloogilised uuringud.
Kuid kui palju magmat on nendes kahes kehas? Millises füüsilises seisundis ta on? Mis on selle keemiline koostis? Kõik need küsimused jäid vastuseta.
Selle teadasaamiseks viis Coloni meeskond läbi suuremahulisi superarvuti simulatsioone, kasutades seismilisi andmeid ja tuntud füüsikalisi seadusi.
Selle tulemusel esitasid geoloogid järgmise pildi. 5–10 kilomeetri sügavusel on täheldatud nn rabedat - kõrgtugevat siirdetsooni. Siin annavad ülemise kooriku kõvad rabedad kivimid plastilised ja viskoossed. Selle põhjuseks on asjaolu, et temperatuuri tõus suurendab aine plastilisust, rõhu tõus aga vähendab habrasust.
Selles tsoonis valitsevad keerulised füüsikalised tingimused põhjustavad suhteliselt kõva, mitte sulanud aluskihi moodustumise, mille sügavus on 10–20 kilomeetrit. See koosneb peamiselt gabbrost, kivimist, mis on tahkestatud magmaga, millel on kõrge sulamistemperatuur.
Reklaamvideo:
Selle kihi all, 20–40 kilomeetri sügavusel, asub alumine magmaatiline keha ja ülal - ülemine. Need erinevad keemilise koostise poolest. Eelkõige koosneb ülemine magma rioliitist ja selles on palju lahustunud gaase. Nendel struktuuridel on ühine see, et need koosnevad suhteliselt madala sulamistemperatuuriga ainest. See muudab magma vedelaks. Suurem osa sellest materjalist on sulatatud maakoore kivimid, ehkki alumine magma keha on osaliselt vahevööst toidetud.
Magma ülemine “järv” soojendab ja pehmendab läheduses asuvaid kooriku kihte, kuid suur veekogus takistab selle liigset kuumenemist. See vesi toidab ka Yellowstone'i kuulsaid geisreid ja kuumaveeallikaid.
“Simulatsiooni tulemused on kooskõlas vaatlustega, mis on tehtud seismiliste lainete saatmise kaudu sellest piirkonnast,” selgitab Bindeman. "See töö näib kinnitavat algsed eeldused ja annab meile rohkem teavet magma asukoha kohta Yellowstone'is."
Teadlased leidsid teada ka Yellowstone'i all sügaval paikneva mantli nõtke omadused. See on 175 kraadi Celsiuse järgi kuumem kui ümbritsevad kivid ja selle ülemine piir asub 80 kilomeetri sügavusel.
"See uuring aitab selgitada ka purunenud materjalides leiduvaid keemilisi signatuure," ütleb Colon. "Saame seda kasutada ka selleks, et uurida vahevöö hõngu, kui võrrelda erinevaid plüünimudeleid tegeliku olukorraga Yellowstone'is."
Kahjuks ei võimalda töö tulemused tänaseni prognoosida järgmise supervulkaani purske kuupäeva. Meenutagem, et selline kataklüsm on võimeline katma tuhakihiga terve mandri. Yellowstone'i viimane ulatuslik purse toimus umbes 630 tuhat aastat tagasi.
Muide, saadud andmed pakuvad huvi mitte ainult Yellowstone'i uurinud teadlastele. Colon ütles, et saadud pilt võib olla tüüpiline supervulkaanidele kogu maailmas.
Anatoli Glyantsev
