Ученые раскрыли неожиданный источник энергии супервулкана Йеллоустоун

Ученые из Института геологии и геофизики Китайской академии наук (IGGCAS) представили новое объяснение того, как образуется магма под супервулканами, в частности под знаменитой кальдерой Йеллоустоун. Результаты их исследования опубликованы в журнале Science.

Долгое время считалось, что супервулканы содержат огромные резервуары с жидкой магмой, которые постепенно накапливаются в земной коре, пока давление не приводит к извержению. Однако новые данные указывают на то, что магма распределена в обширных зонах частично расплавленной породы, известных как системы «магматической каши». Эти зоны могут простираться через всю литосферу — холодную и жесткую внешнюю оболочку Земли.

Используя новую трехмерную геодинамическую модель, исследователи обнаружили, что магма под Йеллоустоуном питается не из глубокого мантийного плюма, поднимающегося от границы ядра и мантии, а из верхних слоев астеносферы. Ключевую роль в этом процессе играет так называемый «мантийный ветер» — горизонтальное движение горячей, медленно текущей породы в мантии Земли.

Согласно модели, этот ветер, движущийся на восток, переносит горячий астеносферный материал к Йеллоустоуну. Он был вызван длительной субдукцией плиты Фараллон, остатки которой находятся глубоко под центральной и восточной частью Северной Америки. Когда этот материал движется под континентом, он затягивается вниз под толстую литосферу, что приводит к декомпрессионному плавлению и образованию магмы.

Исследование также показало, что «мантийный ветер» определяет форму и эволюцию магматической системы Йеллоустоуна. Восточный поток сталкивается с толстым литосферным корнем к востоку от вулкана, в то время как плавучая литосфера на западе создает противоположную силу. Вместе эти силы «разрывают» континентальную литосферу, создавая наклонный канал под Йеллоустоуном, который служит эффективным путем для подъема и эволюции магмы.

Авторы работы утверждают, что их модель дает наиболее полное на сегодняшний день объяснение формирования крупных магматических систем под супервулканами, связывая генерацию магмы в астеносфере с ее накоплением в литосфере.