Ģeologi ir izdomājuši Yellowstone supervolcano iekšējās struktūras detaļas, ieskaitot fiziskos apstākļus, ķīmisko sastāvu un dažādu tā slāņu veidošanās iemeslus. Šis sasniegums ir dokumentēts zinātniskā rakstā, kas publicēts Geofizikālās pētniecības vēstulēs, ko sagatavojuši Dilans Kolons un Ilja Bindemans no Oregonas universitātes, kā arī Tarasa Gerija no Šveices Cīrihes augstākās tehniskās skolas.
Jau 2014. gadā, izmantojot seismisko viļņu "skenēšanu", zinātnieki Jeloustonas dziļumā atklāja lielu magmas uzkrāšanos (kā saka eksperti).
Tomēr kaldera izdala pārāk daudz hēlija un oglekļa dioksīda, lai to izskaidrotu tikai atrastais magmas ķermenis. Tas pamudināja zinātniekus uzskatīt, ka vēl viens magmas "burbulis" atrodas lielā dziļumā. 2015. gadā seismoloģiskie pētījumi apstiprināja šo pieņēmumu.
Bet cik daudz magmas ir šajos divos ķermeņos? Kādā fiziskā stāvoklī viņa atrodas? Kāds ir tā ķīmiskais sastāvs? Visi šie jautājumi palika neatbildēti.
Lai to uzzinātu, Kolona komanda veica liela mēroga superdatoru simulācijas, izmantojot seismiskos datus un labi zināmos fizikālos likumus.
Rezultātā ģeologi iesniedza šādu attēlu. 5–10 kilometru dziļumā tiek novērota tā saucamā trauslā - kaļamā pārejas zona. Šeit augšējās garozas cietie trauslie ieži dod vietu plastmasai un viskozai. Tas notiek tāpēc, ka temperatūras paaugstināšanās palielina vielas plastiskumu, bet spiediena palielināšanās samazina trauslumu.
Sarežģītie fiziskie apstākļi, kas valda šajā zonā, noved pie relatīvi cieta, neizkausēta pamata slāņa veidošanās, kas aizņem 10–20 kilometru dziļumu. Tas galvenokārt sastāv no gabbro, ieža, kas ir sacietējis magma ar augstu kušanas temperatūru.
Reklāmas video:
Zem šī slāņa 20–40 kilometru dziļumā atrodas apakšējais maģiskais ķermenis, bet virs - augšējais. Viņi atšķiras pēc ķīmiskā sastāva. Jo īpaši augšējā magma sastāv no riolīta un ir bagāta ar izšķīdušām gāzēm. Šīm struktūrām ir kopīgs ir tas, ka tās sastāv no vielas ar relatīvi zemu kušanas temperatūru. Tas padara magmu šķidru. Lielākā šī materiāla daļa ir izkausēti garozas ieži, kaut arī apakšējais magmas ķermenis tiek daļēji pabarots no mantijas.
Magmas augšējais “ezers” sasilda un mīkstina tuvumā esošos garozas slāņus, taču lielais ūdens daudzums neļauj tam pārāk uzkarst. Šis ūdens baro arī slavenos Yellowstone geizerus un karstos avotus.
“Modelēšanas rezultāti saskan ar novērojumiem, kas veikti, nosūtot seismiskos viļņus caur šo teritoriju,” skaidro Bindemans. "Šis darbs, šķiet, apstiprina sākotnējos pieņēmumus un sniedz mums vairāk informācijas par magmas atrašanās vietu Jeloustonā."
Pētnieki arī uzzināja mantijas plūmju īpašības, kas atrodas dziļi zem Jeloustonas. Tas ir par 175 grādiem pēc Celsija karstāks nekā apkārtējie ieži, un tā augšējā robeža atrodas 80 kilometru dziļumā.
"Šis pētījums arī palīdz izskaidrot dažus ķīmiskos parakstus, kas atrodami izlauztos materiālos," saka Kolons. "Mēs to varam izmantot arī, lai izpētītu, cik karsts ir mantijas slānis, salīdzinot dažādus plūmju modeļus ar faktisko situāciju Jeloustonā."
Diemžēl līdz šim darba rezultāti joprojām neļauj prognozēt nākamā supervulkāna izvirduma datumu. Atcerēsimies, ka šāda kataklizma spēj pārklāt visu kontinentu ar pelnu slāni. Pēdējais plaša mēroga Jeloustonas izvirdums notika apmēram pirms 630 tūkstošiem gadu.
Starp citu, iegūtie dati interesē ne tikai pētniekus, kuri pēta Jeloustonu. Kolons sacīja, ka iegūtais attēls var būt raksturīgs supervulkāniem visā pasaulē.
Anatolijs Glyantsevs