Йеллоустоун увеличился в объеме, так как вздулся магматический очаг

Эксперты докладывают, что в некоторых местах заметно поднятие почвы на 10 дюймов.

Пар поднимается от Касл Гейзера в Йеллоустонском  Национальном Парке.

Фотография: Марк Тиссен, National Geographic

Брайан Нэндверк

Для  National Geographic News

Напечатано 19 января 2011

Ученые докладывают, что супервулкан Йеллоустонского Национального парка только лишь “вздохнул”, вызвав резкое поднятие почвы на мили вокруг.

Бурлящий вулкан мощно извергался три раза за последние 2.1 миллионов лет – каждое из этих извержений было мощнее, чем на горе св. Елены в 1980 году. Йеллоустонская кальдера, которая охватывает 25 по 37 (40 по 60км) мильную полосу Вайоминга, является древним кратером, образовавшемся в результате последнего большого взрыва 640 тысяч лет назад.

(См. "Когда взрывается Йеллоустоун" в журнале National Geographic)

С тех пор 30 мелких извержений – включая  то, что произошло 70 тысяч лет назад – заполнили кальдеру лавой и пеплом, образовав относительно плоский ландшафт, который мы видим сегодня. 

Однако, начиная с 2004 года,  ученые заметили, что грунт над кальдерой ежегодно поднимается до показателя 2.8 дюйма (7сантиметров). (См. также: “Йеллоустоун поднимается на вздувшемся супервулкане“)

Данный показатель снижался между 2007 и 2010 годами на сантиметр или менее в год. Тем не менее, с тех пор как вулкан начал вздуваться, уровень почвы над ним местами поднялся на 10 дюймов (25 сантиметров).

“Это необычное поднятие земной коры, так как ему подвержена большая территория и показатели высоки”, говорит Боб Смит (Университет Юты), долгое время изучающий вулканизм Йеллоустона.

Ученые считают, что вздувающийся магматический бассейн, находящийся от 4 до 6 миль (от 7 до 10 км) ниже поверхности земли, вызывает подъем почвы. “К счастью, кажется, что данный подъем не является вестником неминуемой катастрофы”, говорит Смит.

( См. также: “Под Йелоустоном  находится  магматический очаг, на 20% больше, чем предполагали.”) 

«Вначале мы были обеспокоены тем, что это может привести к извержению», сказал Смит, соавтор работы о подъеме почвы, опубликованной 3 декабря 2010г., издание Geophysical Research Letters

“Но когда мы увидели магму на глубине десяти километров, мы перестали беспокоиться. Если бы она находилась на глубине двух или трех километров, поводов для беспокойства было бы гораздо больше”.

Он также добавил, что изучение подъема почвы может пролить свет на то, что происходит в подземных туннелях вулкана, что в свою очередь, возможно, поможет ученым предсказать следующий «выдох» Йеллоустонского вулкана.

Смит и коллеги в Американской обсерватории геологического исследования Йеллоустонского вулкана отображали подъем и спад кальдеры, используя глобальную систему навигации и определения положения (GPS) и интерферометрический радар синтезированной апертуры (InSAR), которые предоставляют размеры деформации почвы.

Деформация почвы может предполагать движение магмы к поверхности перед извержением. Например, склоны горы Св.Елены значительно увеличились в течение месяцев перед извержением в 1980 году.

Однако, существуют также и другие примеры, включая Йеллоустонский супервулкан, когда подъем и спад почвы в течение тысяч лет не приводит к извержению.

Согласно современной теории, магматический бассейн в Йеллоустоне подпитывается потоком раскаленной породы, поднимающейся с уровня мантии Земли. ( См. также «Найден новый слой магмы, находящийся глубоко в мантии Земли?»)

Когда количество поступающей в камеру  магмы увеличивается, бассейн вздувается подобно легкому, и поверхность земли над ним поднимается. Схемы  показывают, что в ходе недавнего подъема коллектор наполнялся 0,02 кубической мили(0,1кубического километра) магмы в год.

Согласно теории, когда скорость роста замедляется, вероятно, что магма движется горизонтально, охлаждаясь и затвердевая, позволяя стабилизироваться поверхности.

«На основании геологических доказательств, Йелоустон, вероятно, подвергался непрерывному циклу подъемов и спадов на протяжении последних 15000 лет, и этот цикл, похоже, будет продолжаться», - говорит Смит.

Исследования показывают, что кальдера увеличилась приблизительно на 7 дюймов (14 сантиметров) в период между 1976 и 1984 годами, прежде, чем вновь сбросить 5.5дюймов(14 сантиметров) в течение следующего десятилетия. 

«Эти кальдеры имеют тенденцию подниматься и опускаться, подниматься и опускаться», сказал он. «Но каждый раз, когда они “выдыхают”, создавая геотермальные взрывы, землетрясения, или, в конечном счете, они могут вызывать извержения вулканов.

Связан ли Йеллоустонский подъем с гейзерами и землетрясениями? 

Прогнозировать когда может произойти извержение крайне трудно, отчасти потому, что детали того, что происходит под Йелоустоном, остаются все еще неопределенными. Более того,  непрерывные записи активности Йеллоустона были сделаны только с 1970-х гг. – крошечный отрезок геологического времени – что затрудняет сделать выводы.

«Очевидно, что существует какой-то источник магмы, который подпитывает Йеллоустон, а так как Йеллоустон извергался в недавнем геологическом прошлом, известно, что магма находится и на меньших глубинах»,- говорит Дэн Дзурисин, эксперт по Йеллоустону из Обсерватории Каскадных Вулканов в Вашингтоне (Геологическая Служба США) .  

«Магма должна быть в земной коре, иначе у нас не было бы геотермальной активности, которая имеет место быть», - добавил Дзурисин. «Сейчас от Йеллоустона исходит такое количество тепла, что если бы он не подпитывался магмой, вся система остыла бы со времени последнего извержения, которое произошло 70 000 лет назад».

Огромная гидротермальная система, находящаяся прямо под поверхностью Йеллоустона, которая в свою очередь включает множество интереснейших достопримечательностей парка, возможно, также играет роль в подъеме почвы, хотя никто с уверенностью не может сказать,  насколько эта роль важна», - говорит Дзурисин.

« Могло ли случится так, что подъем был обусловлен не движущейся магмой, а гидротермальной системой, которая загерметизировалась и нагнетала давление?» - спрашивает он.  «А затем он спадает, когда система дает течь и сбрасывает давление? В этих деталях и состоит трудность».

Не представляют особой важности наблюдения за тем, как почва поднимается и опускается. Различные участки могут двигаться в разных направлениях и соединяться неизвестными способами, отображая пока еще не нанесенную на карту систему вулканических и гидротермальных каналов.

Около 3000 землетрясений в Йеллоустоне могут предоставить больше подсказок о связи между подъемом почвы и магматической камерой.

Например, между 26 декабря 2008 и 8 января 2009 территория около Йеллоустонского озера подверглась около 900 землетрясениям

«Этот ряд землетрясений, возможно, помог ослабить давление в магматическом бассейне, позволив жидкости выйти, и это снизило уровень подъема почвы», говорит Смит из Университета Юты (См. также: «Таинственный ряд землетрясений обрушился на воды Орегона»).

«Крупные землетрясения могут иметь отношение к подъему почвы и деформациям, вызванным проникновением магмы», - он сказал.

« Как эти проникновения наносят повреждения близлежащим участкам, или как они могут передавать напряжение на магматическую систему – вот это и есть новая важнейшая область исследования».

В целом, Дзурисин (Геологическая Служба США) добавил: «История изменений Йеллоустона стала более запутанной ввиду появления все  лучших технологий для ее изучения».

При копировании и цитировании ссылка на ОКО планеты обязательна.