Протягом більшої частини історії сучасної геології панівною теорією було те, що супервулкани розташовувалися над величезними, довгоіснуючими басейнами рідкої магми.
Супервулкани здатні змінювати цілі континенти. Під час виверження вони викидають понад 1000 кубічних кілометрів магми, гірських порід і попелу. Про це пише Indian Defence Review.
Зазначається, що ці події настільки катастрофічні, що можуть змінити глобальний клімат і спустошити екосистеми. Розуміння того, що підтримує ці системи протягом мільйонів років, було одним із найактуальніших невирішених питань геології.
Тепер команда з Інституту геології та геофізики Китайської академії наук (IGGCAS) вважає, що знайшла відповідь, принаймні, для Єллоустона.
Їхні висновки, опубліковані в журналі Science, ґрунтуються на детальній тривимірній моделі західної частини Північної Америки, яка імітує поведінку літосфери та мантії, що рухається під нею, у наші дні.
Важливо, що протягом більшої частини історії сучасної геології домінуючою теорією було те, що супервулкани розташовувалися над величезними, довгоіснуючими басейнами рідкої магми. Тиск усередині цих камер поступово наростав, доки навколишня порода не могла більше витримувати тиск, що спричиняло катастрофічне виверження.
За даними дослідницької групи, наявні на сьогодні дані вказують на існування обширних систем "магматичної каші" - величезних ділянок частково розплавленої породи, розподілених по всій глибині літосфери, а не сконцентрованих в одній камері. Ці зони магматичної каші товщі й набагато менш рухливі, ніж рідка магма, що породжує власну загадку: як щось настільки повільне може спричиняти виверження такої сили.
Ключ, як припускають дослідники, криється в тому, як цей матеріал постійно поповнюється знизу. Їхня модель показує, що магма, яка живить Єллоустон, бере початок у верхній астеносфері - гарячому, повільно текучому шарі безпосередньо під жорсткою літосферою, а не з глибокого плюму, що вкорінився поблизу межі ядра та мантії, як тривалий час припускали геологи.
Цікаво, що якби під Йеллоустоном існував глибокий мантійний плюм, він являв би собою вузький стовп надзвичайно гарячої породи, що піднімається вгору. Однак модель описує щось зовсім інше за характером і масштабом.
Дослідники називають це "мантійним вітром" - широким потоком гарячої породи, що рухається на схід і переносить астеносферний матеріал до Єллоустона із заходу. Як пишуть вчені, цей потік утворюється внаслідок тривалої субдукції плити Фараллон, залишки якої залишаються похованими глибоко під центральною та східною частинами Північної Америки.
При цьому механіка процесу є складною. Коли плавучий матеріал рухається цим східним потоком і стикається з товстим літосферним коренем на схід від Єллоустона, він виштовхується вниз. Це низхідне тяжіння створює ефект розтягування, а розтягування сприяє тому, що геологи називають декомпресійним плавленням - процесу, під час якого порода плавиться не тому, що вона нагрівається, а тому, що тиск на неї раптово падає.
Важливо, що мантійний вітер робить більше, ніж просто утворює магму. Він також сприяє формуванню підземної системи каналів, яка приводить магму в рух. Потік, спрямований на схід і що тисне на товсту літосферу на сході, у поєднанні з протилежною плавучістю легшої літосфери на заході, фактично прокладає канал крізь континентальні породи під Єллоустоном.
Цей нахилений на південний захід канал діє як природна магістраль для підйому та розвитку магми крізь літосферу, і він точно відповідає тому, що вже було нанесено на карту незалежними геофізичними дослідженнями регіону.
Цікаво, що сам Єллоустон доповнює цю модель. За останні 2,1 мільйона років кальдера зазнала двох супервулканічних вивержень, і попередні дослідження її внутрішньої частини виявили саме той тип глибокої, нахиленої на південний захід магматичної системи, який передбачає модель.
Команда вчених стверджує, що їхня модель є найповнішим на сьогодні описом того, як розвиваються великі магматичні системи під супервулканами, і пов’язує глибинні мантійні процеси, що генерують розплав, із системами земної кори, які його зберігають і зрештою вивільняють.
Чи діє той самий механізм під іншими супервулканами по всьому світу, поки що залишається відкритим питанням, але дослідники вважають, що їхня модель добре підходить для того, щоб допомогти відповісти на нього.
У районі італійського Неаполя посилюється активність супервулкана Кампі-Флегрей. Нове дослідження показало, що процеси всередині кальдери розвиваються за сценарієм самоприскорення і можуть призвести до серйозних геологічних змін уже в наступному десятилітті.