Ученые увидели более глубокий магматический очаг под Йеллоустоуном

Сейсмологи из Университета Юты обнаружили и визуализировали резервуар горячей, частично расплавленной породы на глубине от 19 до 45 км под супервулканом Йеллоустоун. Его объем в 4,4 раза превышает объем давно известной, более мелкой магматической камеры.

Горячая порода в новооткрытом глубоком резервуаре могла бы заполнить Гранд-Каньон 11,2 раза, а известная ранее магматическая камера — 2,5 раза. Исследование опубликовано в журнале Science. "Впервые мы визуализировали непрерывную магматическую систему под Йеллоустоуном, — говорит ведущий автор Хсин-Хуа Хуан. — Это включает верхнюю коровую магматическую камеру, которую мы видели и раньше, плюс нижний коровый магматический резервуар, который ранее никогда не фиксировался и который соединяет верхнюю камеру с горячей точкой (плюмом) Йеллоустоуна ниже".

Вопреки распространенному мнению, камера и резервуар не заполнены расплавленной породой. Порода горячая, в основном твердая и губчатая, с включениями расплава. Согласно новому исследованию, верхняя магматическая камера в среднем содержит около 9% расплава, а нижний резервуар — около 2%. Таким образом, общий объем непосредственно расплавленной породы в системе примерно эквивалентен четверти объема Гранд-Каньона.

Исследователи подчеркивают, что магматическая система Йеллоустоуна не стала больше и не приблизилась к извержению. Просто теперь, с помощью передовых сейсмических методов, удалось получить полное изображение системы, по которой горячая и частично расплавленная порода поднимается от вершины плюма (примерно на глубине 64 км) к резервуару и камере над ним. "Фактическая опасность осталась прежней, но теперь мы гораздо лучше понимаем полную коровую магматическую систему", — отмечает соавтор работы Роберт Б. Смит.

Ранее известная верхняя магматическая камера была непосредственным источником трех катастрофических извержений кальдеры Йеллоустоун 2 млн, 1,2 млн и 640 000 лет назад, и это не меняется с открытием питающего ее глубинного резервуара. Вероятность суперизвержения в наши дни оценивается как 1 к 700 000 в год.

Открытие также решает давнюю загадку: почему почвы и геотермальные источники Йеллоустоуна выделяют больше CO₂, чем можно объяснить газами только из верхней камеры. Гипотеза о существовании более глубокого резервуара как раз выдвигалась из-за этого избытка углекислого газа.

Анатомия супервулкана:

• Горячая точка (плюм): Поднимается с глубины не менее 700 км в мантии. На глубине около 64 км плюм расширяется.
• Новый магматический резервуар: Объемом ~18 000 км³, имеет каплевидную форму. Расположен на глубине от ~19 до 45 км.
• Верхняя магматическая камера: Объемом ~6400 км³, имеет форму гигантской сковороды с "ручкой". Расположена на глубине 5–14 км под кальдерой.

Исследование стало возможным благодаря новой методике комбинирования данных от локальных землетрясений (сеть Университета Юты) и удаленных (массив EarthScope), что позволило детально изучить как мелкие, так и глубокие структуры.