Вчені змоделювали виверження супервулкана в США


Опубликованно 20.04.2018 01:32

Вчені змоделювали виверження супервулкана в США

Вчені з США та Швейцарії з допомогою комп'ютерного моделювання визначили причину появи і вивержень Єллоустонського супервулкана. Згідно їх висновку, під кальдерою на відносно невеликій глибині знаходиться міхур гарячої магми, затиснутий більш холодними магматичними породами. Ця структура утворена мантийным плюмом, внедряющимся в земну кору. Стаття дослідників опублікована в журналі Geophysical Research Letters.

У 2014-2015 роках стало відомо, що під Єллоустонської кальдерою ховаються два міхура магми на глибині 4-14 20-45 кілометрів, відповідно. Вчені створили термомеханічну модель, щоб визначити можливе походження цих структур. Вони провели кілька десятків чисельних експериментів з використанням віртуальної земної поверхні площею 1000 на 300 кілометрів. Величина кроку моделювання склала п'ять тисяч років, а загальний час — 7-8 мільйонів років.

Геологів цікавило поведінка магми над відносно стабільним «хвостом» мантійного плюму — гарячого потоку, який піднімається від ядра Землі до її поверхні. В інших наукових роботах, присвячених вивержень Єллоустонського супервулкана, зазвичай розглядалися зміни, що відбуваються над мінливою «капелюшком» плюму. Експерименти відрізнялися один від одного температурою плюму, щільністю та складом порід в земній корі. Саме існування потоку підтвердили вчені Техаського університету, які показали, що плюс дійсно служить джерелом живлення для магматичного вогнища під кальдерою в Йєллоустоні.

У комп'ютерній моделі освіта плюму починалося з сплощеного міхура гарячого матеріалу діаметром 160 кілометрів у найширшій частині. Потік піднімався до земної корі зі швидкістю 4,7 сантиметра на рік. Дослідникам вдалося простежити, як розподілявся розплавлений матеріал в мантії та корі Землі через 210 тисяч років і 1-2 і більше мільйонів років після утворення плюму. Виявилося, що через чверть мільйона років потік починав впроваджуватися в кору, яка потім поділявся на дві окремі інтрузивні зони. Одна знаходилася прямо над кордоном Мохоровича, а друга залягала на глибині 7-15 кілометрів.

Через сім мільйонів років земна кора зрушилася на 150 кілометрів на північний захід, що призвело до охолодження інтрузій і утворення окремих бульбашок магми, які розташовувалися один вище іншого. Між цими осередками розташовується перехідна зона більш холодної магми. При цьому з верхнього міхура розплавлені породи періодично виливається на поверхню. Картина залягання відповідала спостерігається, якщо температура мантійної потоку перевищувала температуру навколишнього мантії на 175 градусів Цельсія, а товщина кори досягала 80 кілометрів.



Категория: Технологии