Вчені визначили глибину магми під Єллоустонським парком
Дослідники вперше точно визначили розташування верхньої межі резервуара магми під Єллоустоунським національним парком та встановили його склад, що надає важливу інформацію про майбутню вулканічну активність цього регіону.
Портативний сейсмометр, розгорнутий у Єллоустоуні. (Фото: Джеймі Фаррелл, Університет штату Юта)
Існування магматичного резервуара під Єллоустоуном добре відоме. Проте його точне розташування довгий час залишалося предметом дискусій. Геологи шукали відповіді на це питання десятиліттями.
Інноваційні методи дослідження надр
Традиційні методи не давали чіткої картини магматичної камери. Дослідники вирішили застосувати нову техніку для більш детального вивчення підземних структур. Вчені використали 650 портативних геофонів для реєстрації сейсмічних хвиль.
Новаторський підхід полягав у створенні штучних сейсмічних коливань. Спеціальна вантажівка Vibroseis надсилала вібрації до надр у 110 різних місцях. Це дозволило отримати значно чіткіше зображення підземних структур.
Точне визначення глибини магматичної камери
"Глибина 3,8 кілометрів має велике значення", – зазначає Джеймі Фаррелл, головний сейсмолог Обсерваторії вулканів Єллоустоун. Верхня межа резервуару магми знаходиться на глибині приблизно 3800 метрів під поверхнею парку.
Такі дані мають критичне значення для оцінки потенційних загроз.
Знаючи глибину, вчені можуть розрахувати тиск та процеси виділення газів. Це ключова інформація для прогнозування можливих вивержень.
Склад верхньої частини магматичної камери
Дослідження виявило детальний склад резервуара. Близько 86 відсотків верхньої частини складається з твердої породи. Решта 14 відсотків – це поровий простір із розплавленою породою, рідинами та газами.
Фан-Чі Лін, співавтор дослідження, пояснює важливість цих даних: "Коли магма піднімається з глибин кори, з розплаву виділяються леткі речовини, такі як CO2 і H2O". Ці гази зазвичай накопичуються у верхній частині магматичної камери.
Оцінка вулканічної небезпеки
Дослідження має безпосередній вплив на оцінку ризиків. Вчені виявили, що більшість газів під вулканом не потрапляють у пастку. Вони виходять на поверхню через численні геотермальні джерела Єллоустоуна.
Саме накопичення газів робить виверження особливо небезпечними. Якщо гази не можуть вийти, вони створюють вибухонебезпечну ситуацію. В Єллоустоуні наявні природні канали для виходу газів, що знижує ймовірність потужного виверження.
Переваги нових методів дослідження
Попередні дослідження спиралися на дані постійних сейсмографічних станцій. Вони фіксували лише природну сейсмічну активність, що давало нечіткі результати. Межі магматичної камери залишалися невизначеними.
"У певному сенсі,
ми викликаємо наші власні землетруси, і ми записуємо всі ці дані на сейсмометри", – пояснює Фаррелл. Велика кількість вимірювальних приладів дозволила отримати зображення надр із вищою роздільною здатністю.
Значення для глобальної вулканології
Майк Поланд, науковець Обсерваторії Єллоустонського вулкану, підкреслює ширше значення цього дослідження. Єллоустоун функціонує як своєрідна вулканічна лабораторія. Методи, розроблені тут, можуть використовуватися для вивчення вулканів у інших частинах світу.
Особливу цінність такі дослідження мають для розуміння активніших вулканів. Багато з них важче вивчати через їхню віддаленість або постійну активність. Методологія, випробувана в Єллоустоуні, може стати стандартом для вулканологічних досліджень.
Результати дослідження опубліковані в престижному науковому журналі Nature. Вони відкривають нові можливості для моніторингу та прогнозування вулканічної активності не лише в Єллоустоуні, але й в інших вулканічних регіонах планети.
Розуміння "теплового двигуна" Єллоустоуна та розподілу розплаву має важливе значення для точнішого прогнозування вулканічної небезпеки та захисту населення.