Магма Йеллоустона на 80% состоит из твердого вещества, а пузырьки газа свободно выходят наружу — это свидетельствует о том, что знаменитый супервулкан парка остается спокойным.
Это сейсмический грузовик весом 53000 фунтов, используемый для картирования магмы Йеллоустона.
Джейми Фаррелл/Университет Юты
Ученые завершили первую в своем роде сейсмическую разведку в Йеллоустонском национальном парке, используя вибросейсмический подъемник весом 53 000 фунтов, чтобы сотрясать землю и «слушать» эхо из огромного магматического очага, питающего самый известный супервулкан Америки.
Данные эксперимента 2020 года, опубликованные в журнале Nature сейсмологом Чэнлун Дуанем из Университета Райса, предоставляют самое четкое на сегодняшний день изображение водохранилища и обнадеживающий вердикт относительно его извержения.
Как создать собственное землетрясение
Исследователи смоделировали землетрясение, прижимая гидравлическую плиту грузовика к придорожным съездам вдоль Йеллоустоунской Гранд-Луп-роуд и посылая низкочастотные волны в земную кору. Шестьсот переносных сейсмометров — плюс постоянная сейсмическая сеть парка — регистрировали энергию, отражавшуюся от подземных сооружений.
«Это не удар по земле, как отбойный молоток», — объяснил Майк Поланд, научный руководитель Йеллоустонской вулканической обсерватории, в репортаже журналиста Эндрю Росси Cowboy State Daily. «Плита соприкасается с землей и генерирует энергию, настроенную на частоту, которая, как мы знаем, будет хорошо отражаться от предметов под поверхностью».
Поскольку источник и частота контролировались, исследователи могли нацеливаться на определенный отражатель: верхнюю часть магматической камеры под кальдерой. Исследование проводилось в августе и сентябре 2020 года, как правило, в середине ночи, чтобы избежать движения и свести к минимуму беспокойство посетителей парка.
Плоский резервуар с крышкой для шипения
Результаты, опубликованные Дуаном и Шмандтом, показывают острую границу толщиной менее 100 метров, отмечающую крышу магматической камеры примерно в 2,4 мили (3,8 километра) под северо-восточной кальдерой Йеллоустона. Более ранние изображения помещали верхнюю часть камеры где-то между 2 и 5,5 милями (3 и 9 километрами), но не могли определить ее форму.
Сейсмические отражения также показывают, что эта шапка — не просто расплавленная порода и кристаллы. Третий компонент, пузырьки магматического газа, создают «богатый летучими веществами слой», который ведет себя как пена на поверхности только что открытой газировки. Открытие соответствует геохимическим данным о том, что газы легко выходят на поверхность на этих глубинах, не давая давлению нарастать до опасных уровней.
«Мы считали, что магматическая камера в основном состоит из твердых частиц с некоторым количеством расплава, но это не может описать характеристики отраженных сейсмических волн», — сказал Поланд в интервью Cowboy State Daily. Новая модель оценивает примерно 14 процентов жидкости, в основном сверхкритического газа, и 86 процентов твердых кристаллов в покрывающем слое, конфигурация, которая позволяет газам вытекать, а не взрываться.
Хорошие новости на ближайшее будущее
Вибросейс-эксперимент подкрепляет десятилетия мониторинга, которые рисуют Йеллоустоун как активную, но стабильную вулканическую систему. Большинство резервуаров твердые, расплавленная фракция мала, а богатая газом крышка эффективно выбрасывается через гейзеры и горячие источники. «Каждое доказательство, которое у нас есть, указывает на магматическую камеру, которая в основном твердая и не накапливает давление», — сказал Поланд в интервью.
Могли ли искусственные землетрясения спровоцировать извержение? Польша отвергает эту идею. Вибросейс-грузовики являются обычным делом при разведке нефти и газа по всему миру и генерируют гораздо меньше энергии, чем естественные землетрясения в Йеллоустоуне, которых ежегодно насчитывается тысячи.
Йеллоустонская вулканическая обсерватория Геологической службы США продолжает отслеживать сейсмичность, деформацию грунта и выход газа на предмет любых признаков таяния или увеличения давления. На данный момент подземная банка с газировкой в парке тихо шипит, что является хорошей новостью для посетителей, которые приезжают ради гейзеров, а не вулканических фейерверков.
Sourse: interestingengineering.com
