В магматическом очаге Йеллоустонского супервулкана гораздо больше расплавленной породы, чем предполагалось

Новое исследование показало, что количество расплавленной породы под супервулканом Йеллоустона намного выше, чем об этом говорили предыдущие оценки. В то время как исслфедователи говорят, что нет никаких признаков неизбежного извержения, открытие дает более детальное представление о том, что происходит в огромном магматическом очаге, который находится под национальным парком. 

Вдали от гладкой смеси расплавленной породы магматические резервуары содержат большое количество твердой породы, полужидких кристаллов, газов и других летучих веществ. Эта «магматическая каша» очень динамична, но имеет тенденцию вырываться из глубины под землей, когда доля жидкости — или расплава — пересекает определенный порог.

Предыдущая работа предполагает, что извержения обычно происходят, когда не менее 50% пространства в верхнем магматическом резервуаре — слое сплющенных очагов магмы, сложенных друг на друга — заполнено расплавом.

Резервуар магмы под Йеллоустонским вулканом состоит из двух камер — мелкого резервуара у поверхности, длина которого составляет 90 километров, а ширина — 40 км, и более глубокой камеры, которая примерно в 4,5 раза больше. В то время как более глубокий резервуар содержит около 2% расплава, верхняя камера содержит гораздо больше: в исследовании, опубликованном в журнале Science в декабре 2022 года, говорилось, что доля расплава составляет от 16% до 20%.

Теперь Син-Мей Ву, геофизик и научный сотрудник Швейцарской сейсмологической службы в Федеральном технологическом институте (ETH) в Цюрихе, и его коллеги обнаружили, что в действительности процент намного выше. Команда использовала данные сейсмических волн для оценки текстуры и состава верхнего магматического резервуара, глубина которого составляет около 5 км в Йеллоустоуне. Результаты, опубликованные в журнале Earth and Planetary Science Letters, показывают, что верхняя камера состоит на 28% из расплава, что на 8-12% больше, чем оценка 2022 года, которая была обнаружена с помощью других методов, сказал Ву. 

«Мы обнаружили, что часть жидкой фазы недостаточна для неизбежного извержения», — сказал Ву. «Хотя мы обнаружили гораздо большую долю жидкости, чем та, что была обнаружена ранее, она все же не превышает 28%. Таким образом, насколько нам известно, в Йеллоустоуне не произойдет неизбежного извержения».

Определение доли жидкости в резервуарах магмы может помочь ученым оценить риск извержений вулканов в других местах. «Важно понять потенциал извержения, возможно, пока не для Йеллоустоуна, но вы можете применить те же методы к другим магматическим системам, которые более склонны к извержению, и к тем, которые уже извергаются», — сказал Ву.

«Методология, использованная для исследования, является «революционной в отношении деталей и разрешения, которые она позволила», — сказал Майкл Поланд, геофизик-исследователь и главный научный сотрудник Йеллоустонской вулканической обсерватории.

Магма в Йеллоустоне и в других магматических системах похожа на «месиво», сказал Поланд Live Science в электронном письме. «Мы часто ссылаемся на «магматическую кашу», чтобы передать ощущение, что это не на 100% расплавленный шар, но также содержит много твердого материала — в случае с Йеллоустоуном, гораздо более твердого, чем жидкого материала», — добавил он. 

По словам Ву, несмотря на недавние открытия, ученые не могут быть уверены, что именно скрывается под супервулканом. «Мы с нетерпением ждем совместной интерпретации с другими геофизическими данными, чтобы выяснить, например, есть ли у нас только расплав или есть газ, летучие вещества или что-то еще, что поможет нам понять динамику извержения».