Ученые из Китайской академии наук создали детальную трехмерную модель геологического строения запада Северной Америки. Результаты радикально меняют представления о супервулкане Йеллоустоун: его гигантские запасы магмы пополняются не из мантийных глубин, как считалось ранее, а из гораздо более доступного слоя — верхней астеносферы, расположенной сразу под твердой литосферой. Это открытие переворачивает классические теории вулканизма и заставляет по-новому взглянуть на риски катастрофических извержений.
Супервулканы вроде Йеллоустоуна способны выплеснуть свыше тысячи кубических километров раскаленной породы и пепла, что способно изменить климат на планете. Точное понимание механизмов их питания критически необходимо для разработки надежных моделей прогнозирования, способных предупредить о надвигающейся угрозе задолго до беды.
Ранее геофизики представляли под такими исполинами исполинскую жидкую камеру магмы, но свежие глобальные данные опровергают эту картину. Вместо монолитного “озера расплава” под вулканами раскинулись обширные области “магматической каши” — полуплавленой породы, пронизывающей всю толщу литосферы. Йеллоустоун стал идеальным полигоном для проверки этой гипотезы, подтвердив ее в полной мере.
Схематическое изображение магматической системы Йеллоустона. Левая часть: схема, иллюстрирующая магматическую систему Йеллоустона в традиционном виде магматической камеры. Правая часть: схема, показывающая транслитосферную магматическую систему Йеллоустона в виде магматической каши. Источник: группа Лю Лицзюня.
Ключевой прорыв касается именно динамики под Йеллоустоуном. Здесь нет таинственного глубокого плюма — столба сверхгорячей породы от границы мантии с ядром. Магма генерируется на небольшой глубине в астеносфере, прямо под корой континента. Движущей силой служит так называемый “мантийный ветер”: фрагменты древней тектонической плиты Фараллон, ушедшей глубоко под Северную Америку, формируют мощный горизонтальный поток разогретой мантийной материи. Этот поток устремляется на восток, подгоняя тепло именно к Йеллоустоуну.
Особую роль играет тектонический “разлом”. К востоку от вулкана простирается массивный холодный блок литосферы, а к западу — тонкий и раскаленный. “Мантийный ветер” со стороны Тихого океана давит на восточный фланг, встречая жесткое сопротивление с запада. В итоге возникает настоящее растяжение континентальной плиты: она буквально расходится в стороны, формируя наклонный канал-конвейер. По нему магматическая “кашица” стабильно поднимается вверх, поддерживая активность системы на протяжении миллионов лет.
В итоге Йеллоустоун зависит не от далеких мантийных резервуаров, а от локального неглубокого источника, активирующего “мантийный ветер”. Этот процесс вызывает разрыв литосферы и обеспечивает долговечность магматической зоны. Открытие рушит устаревшие сценарии оценки угрозы супервулканов, предлагая свежий взгляд на то, почему такие монстры “живут” веками без глобальной катастрофы.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Изображение на обложке: Ed Austin/Herb Jones / ru.wikipedia.org, общественное достояние
