Ученые получают представление о супервулканах из гранитов Вайоминга

Геофизический мониторинг поверхности над активными супервулканами показывает её подъём и опускание по мере движения магмы в недрах Земли. Богатые кремнезёмом магмы, подобные тем, что находятся в регионе Йеллоустоуна и вдоль западной окраины Северной и Южной Америки, могут извергаться с огромной силой, выбрасывая в атмосферу колоссальные объёмы пепла, после чего следует медленное излияние вязкого стекловатого магматического расплава.

Но как выглядят подземные магматические очаги и откуда берётся магма? На эти вопросы нельзя ответить напрямую, изучая современные активные вулканы. Вместо этого новое исследование, финансируемое Национальным научным фондом США (NSF) и проведённое учёными из Университета Вайоминга, предлагает заглянуть в прошлое, изучая затвердевшие магматические камеры, где эрозия удалила вышележащие породы, обнажив гранитные основания. Работа и её результаты изложены в статье, опубликованной в июньском номере журнала American Mineralogist.

«Каждого студента-геолога учат, что настоящее — ключ к прошлому. В этом исследовании мы использовали летопись прошлого, чтобы понять, что происходит в современных магматических очагах», — говорит Кэрол Фрост, директор Отдела наук о Земле NSF, находящаяся в отпуске из Университета Вайоминга, где она является профессором кафедры геологии и геофизики.

Одним из таких крупных гранитных тел является Вайомингский батолит возрастом 2,62 млрд лет, протянувшийся более чем на 125 миль по центральному Вайомингу. Магистрант Университета Вайоминга Давин Багдонас исследовал этот массив в горах Грэнит, Ширли и Ларами, обнаружив его удивительную однородность, представленную на всём протяжении биотитовым гранитом. Эта однородность указывает на то, что кристаллизующаяся магма была, как правило, хорошо перемешана. Однако более тонкие изотопные вариации по всему батолиту показывают, что магма образовалась путём плавления нескольких источников пород, поднимавшихся по множеству каналов, и её гомогенизация была неполной.

Исследование, проведённое Фрост и её коллегами, предлагает новый взгляд, полученный из древнего Вайомингского батолита. Оно предполагает, что он представляет собой затвердевшую часть обширной магматической системы, которая могла питать супервулканы, подобные извергавшимся на севере Чили и юге Боливии в последние 10 миллионов лет. Крупные тела, состоящие исключительно из биотитового гранита, более распространены в неоархейскую эру (2,8–2,5 млрд лет назад), чем в более молодых областях. Причина может быть связана с более высоким радиоактивным тепловыделением в прошлом, которое обеспечивало энергию для обширного гранитообразования.