«Крышка» супервулкана сдерживала извержения миллионы лет

Команда американских геологов установила, что невидимая и ранее недоступная «крышка» удерживает Йеллоустонский супервулкан от извержения, которое могло бы повергнуть в хаос целый континент и изменить климат всей планеты. Исследование, основанное на новейших сейсмических методах, показало, что под мощной кальдерой находится жидкая магматическая «шапка» — сложный и динамичный подземный резервуар, удерживающий магму под контролем и создающий условия для стабильности этого гигантского вулкана.

Сообщается, что время от времени вулкан Йеллоустона проявляет признаки активности: извергает гейзеры, выбрасывает гору минералов и паров, но находится в состоянии, которое специалисты теперь называют «дружелюбным покоем». И хотя величественная кальдера (впадина на вершине вулкана) продолжает привлекать миллионы туристов со всего мира, последние исследования напоминают, что даже в этом «мирном» состоянии внутри происходят сложнейшие процессы, регулирующие её активность.

Обнаружение «суперчехла» стало возможным благодаря современным сейсмоакустическим методам, разработанным специально для изучения внутренних слоев земной коры в районе Йеллоустона. Впервые ученые смогли получить очень четкие и высокоточные изображения верхней границы подземного магматического резервуара, расположенного на глубине 3,5–4 километров под северо-восточной частью кальдеры. Эти изображения показывают, что магма находится в состоянии глубокой динамики, в постоянном равновесии между движением газов, жидкостей и твердых пород.

Как объяснили ведущие исследователи, ключевым элементом этой системы является так называемая «плотная магматическая крышка», которая действует как регулятор давления внутри вулкана. Она состоит из пористой, но в то же время достаточно плотно спаянной массы, содержащей пузырьки летучих веществ, таких как водяной пар и диоксид углерода, которые позволяют системе сдерживать избыточное давление и предотвращать внезапный кризис. Ученые отмечают, что такие процессы, как постепенное выделение газов и их протекание через трещины, помогают системе оставаться стабильной на протяжении миллионов лет.

Ученый Брэндон Шмандт пояснил, что эта магматическая шапка подвержена постоянным изменениям.

«Наши модели показывают, что при определенных условиях давление внутри резервуара достигает критической точки, но благодаря движению газов и течению магмы происходит автоматическая регуляция, которая предотвращает взрыв», — отметил он.

Важным аспектом исследования стало использование новейшей методики – отправления сейсмических волн, походящих на крошечные землетрясения. Они вызываются вибрирующим грузовиком, который передает волны в землю, а сотни сейсмометров фиксируют их отражения и прохождение через слои пород. Специалисты разработали специальные алгоритмы для расшифровки полученных сигналов, что позволило создать детальную трехмерную модель структуры земной коры, ранее недоступную для изучения.

Результаты показали, что граница между магматической шапкой и окружающими породами находится на глубине около 3,8 километров. Более того, учёные обнаружили, что внутри этой шапки содержится значительный объем жидких и газообразных веществ.

Объединение данных показывает, что магматическая «шапка» действует как уплотнитель и регулятор, позволяя магме существовать внутри системы миллионы лет без массивных извержений. Доля пузырьков летучих веществ в этой шапке составляет около 14 процентов, что ниже, чем у типичных взрывных вулканов, таких как Везувий (Италия) или Кракатау (Индонезия).

Исследование подчеркивает, что прогнозы косвенно подтверждают, что риск гигантского извержения за следующие миллионы лет крайне невелик, оценочный уровень его вероятности — около 0,00014 процента в год. Специалисты поясняют, что активность внутри вулкана остается достаточно сложной, и новые технологические разработки позволяют постоянно отслеживать изменения в структуре магматической системы. Современные системы мониторинга — установка десятков новых сейсмометров, газовых датчиков и спутниковых технологий — помогают своевременно обнаруживать любые признаки возможного пробуждения вулкана.