Магматическая камера Йеллоустоуна, скрытая под поверхностью, представляет собой огромный резервуар расплавленных и перегретых пород, насыщенных летучими газами. Для оценки потенциальных вулканических угроз критически важно точно определить верхнюю границу этой камеры и состав ее содержимого, находящегося ближе всего к поверхности.
Новое исследование, проведённое специалистами Университета Юты и Университета Нью-Мексико, впервые позволило получить двухмерные отражённые сейсмические изображения под кальдерой Йеллоустоуна с помощью сотен портативных сейсмометров и искусственного источника вибраций. Вместо того чтобы полагаться исключительно на естественные землетрясения, учёные инициировали искусственные сейсмические волны, добиваясь беспрецедентной детализации подземной структуры.
Главный результат: верхняя граница магматической камеры располагается на глубине 3,8 километра (примерно 12 500 футов) под поверхностью. Она чётко отделена от вышележащих пород. Эти выводы опубликованы в журнале Nature в статье «Ярко выраженный летучий колпак магматической системы Йеллоустоуна». В верхней части камеры содержатся летучие газы и жидкости: 86% объёма занимает твердая порода, а 14% составляют поровые пространства, из которых примерно половина заполнена расплавом, а другая — газами и жидкостями. Основная горная порода — риолит, богатый кремнезёмом вулканический материал. Размеры камеры впечатляют: она простирается на 55 миль в длину и 30 миль в ширину, достигая глубины 10 миль. Под ней залегает ещё более массивный резервуар базальта с низким содержанием кремнезёма, но меньшей долей расплавленной породы, о чём стало известно из исследования Университета Юты 2015 года в журнале Science.
По оценкам учёных, угрозы неминуемого извержения нет: значительная часть летучих газов регулярно выходит на поверхность через гидротермальные проявления, такие как грязевой вулкан Mud Volcano. Это предотвращает опасное накопление газов под землёй.
Джейми Фаррелл, соавтор исследования, доцент Университета Юты, главный сейсмолог Йеллоустоунской вулканологической обсерватории (USGS), отмечает: «Глубина в 3,8 километра помогает нам точно определить давление и поведение газов. Чем больше газа задерживается под землёй, тем более взрывными могут быть будущие извержения при его резком высвобождении».
Фан-Чи Линь, второй соавтор и профессор кафедры геологии и геофизики Университета Юты, поясняет: «Углекислый газ и вода, выделяющиеся из магмы, скапливаются на вершине камеры, если не имеют выхода на поверхность. Это ключевой фактор для оценки риска взрывных извержений».
Майк Поланд, руководитель Йеллоустоунской вулканологической обсерватории (USGS), считает, что новое исследование даёт важные подсказки о распределении расплава и принципах работы «теплового двигателя» Йеллоустоуна. По его словам, «Йеллоустоун — это своего рода лабораторный вулкан, на примере которого мы можем изучать процессы, происходящие и в других вулканических системах мира, таких как Кампи Флегреи в Италии или Санторини в Греции».
Техническая сторона исследования отличалась особой масштабностью: вдоль дорог национального парка было размещено 650 портативных сейсмометров с интервалом в 100–150 метров. Для создания искусственных волн использовался вибросейсмический грузовик, обычный в нефтяной и газовой разведке. На 110 точках проводилось по 20 вибрационных воздействий длительностью по 40 секунд каждое. Изучались S- и P-волны, которые по-разному проходят через расплавленные и твёрдые породы. Такой плотный массив данных позволил получить изображения, сопоставимые по чёткости с переходом от старых фотографий к современным цифровым камерам. Ранее данные базировались на фиксированных сейсмографах и естественных землетрясениях, что давало лишь размытые контуры подземных структур.
Последнее крупное извержение Йеллоустоуна произошло 630 000 лет назад. В 2015 году учёные определили наличие под риолитовой камерой ещё более крупного резервуара базальта. Сейсмографическая сеть региона управляется Сейсмологической станцией Университета Юты.
Преувеличенные страхи по поводу возможного извержения, активно распространяемые в СМИ, не находят подтверждения в новых научных данных. Постоянный выход газов через гидротермальные источники служит естественным «клапаном», препятствующим накоплению опасных объёмов летучих веществ.
Продвинутые методы сейсмической визуализации, применённые в Йеллоустоуне, уже используют и на других вулканах мира. Это открывает путь к более глубокому пониманию внутренних процессов вулканов и может стать стандартом для исследований других потенциально опасных магматических систем.
Изображение носит иллюстративный характер
Новое исследование, проведённое специалистами Университета Юты и Университета Нью-Мексико, впервые позволило получить двухмерные отражённые сейсмические изображения под кальдерой Йеллоустоуна с помощью сотен портативных сейсмометров и искусственного источника вибраций. Вместо того чтобы полагаться исключительно на естественные землетрясения, учёные инициировали искусственные сейсмические волны, добиваясь беспрецедентной детализации подземной структуры.
Главный результат: верхняя граница магматической камеры располагается на глубине 3,8 километра (примерно 12 500 футов) под поверхностью. Она чётко отделена от вышележащих пород. Эти выводы опубликованы в журнале Nature в статье «Ярко выраженный летучий колпак магматической системы Йеллоустоуна». В верхней части камеры содержатся летучие газы и жидкости: 86% объёма занимает твердая порода, а 14% составляют поровые пространства, из которых примерно половина заполнена расплавом, а другая — газами и жидкостями. Основная горная порода — риолит, богатый кремнезёмом вулканический материал. Размеры камеры впечатляют: она простирается на 55 миль в длину и 30 миль в ширину, достигая глубины 10 миль. Под ней залегает ещё более массивный резервуар базальта с низким содержанием кремнезёма, но меньшей долей расплавленной породы, о чём стало известно из исследования Университета Юты 2015 года в журнале Science.
По оценкам учёных, угрозы неминуемого извержения нет: значительная часть летучих газов регулярно выходит на поверхность через гидротермальные проявления, такие как грязевой вулкан Mud Volcano. Это предотвращает опасное накопление газов под землёй.
Джейми Фаррелл, соавтор исследования, доцент Университета Юты, главный сейсмолог Йеллоустоунской вулканологической обсерватории (USGS), отмечает: «Глубина в 3,8 километра помогает нам точно определить давление и поведение газов. Чем больше газа задерживается под землёй, тем более взрывными могут быть будущие извержения при его резком высвобождении».
Фан-Чи Линь, второй соавтор и профессор кафедры геологии и геофизики Университета Юты, поясняет: «Углекислый газ и вода, выделяющиеся из магмы, скапливаются на вершине камеры, если не имеют выхода на поверхность. Это ключевой фактор для оценки риска взрывных извержений».
Майк Поланд, руководитель Йеллоустоунской вулканологической обсерватории (USGS), считает, что новое исследование даёт важные подсказки о распределении расплава и принципах работы «теплового двигателя» Йеллоустоуна. По его словам, «Йеллоустоун — это своего рода лабораторный вулкан, на примере которого мы можем изучать процессы, происходящие и в других вулканических системах мира, таких как Кампи Флегреи в Италии или Санторини в Греции».
Техническая сторона исследования отличалась особой масштабностью: вдоль дорог национального парка было размещено 650 портативных сейсмометров с интервалом в 100–150 метров. Для создания искусственных волн использовался вибросейсмический грузовик, обычный в нефтяной и газовой разведке. На 110 точках проводилось по 20 вибрационных воздействий длительностью по 40 секунд каждое. Изучались S- и P-волны, которые по-разному проходят через расплавленные и твёрдые породы. Такой плотный массив данных позволил получить изображения, сопоставимые по чёткости с переходом от старых фотографий к современным цифровым камерам. Ранее данные базировались на фиксированных сейсмографах и естественных землетрясениях, что давало лишь размытые контуры подземных структур.
Последнее крупное извержение Йеллоустоуна произошло 630 000 лет назад. В 2015 году учёные определили наличие под риолитовой камерой ещё более крупного резервуара базальта. Сейсмографическая сеть региона управляется Сейсмологической станцией Университета Юты.
Преувеличенные страхи по поводу возможного извержения, активно распространяемые в СМИ, не находят подтверждения в новых научных данных. Постоянный выход газов через гидротермальные источники служит естественным «клапаном», препятствующим накоплению опасных объёмов летучих веществ.
Продвинутые методы сейсмической визуализации, применённые в Йеллоустоуне, уже используют и на других вулканах мира. Это открывает путь к более глубокому пониманию внутренних процессов вулканов и может стать стандартом для исследований других потенциально опасных магматических систем.
