В 70-е годы прошлого века в геологии стала общепринятой теория так называемых мантийных плюмов (англ. plume — факел) – горячих мантийных потоков, двигающихся их областей термальной неустойчивости на границе ядра и мантии. 

Часто используемым наглядным примером процесса, лежащего в основе мантийного плюма, является работа лавовой лампы:

 

 Классически мантийные плюмы рассматриваются как грибовидные тепловые аномалии, похожие на огромные сферы магмы с относительно узким вертикальным хвостом.

 Плюмы считают ответственными за возникновение планетарных “горячих точек” – таких, как Гавайские острова, непрерывно подогреваемые поступающей снизу магмой. 

Как видно на этом рисунке, все мантийные плюмы либо находятся на тектонических разломах, либо мигрировали в течении миллионов лет, постепенно сместившись от края литосферной плиты и словно прожигая в коре формирующийся новый разлом. 

Йеллоустоун в этом перечне горячих точек явное исключение, поскольку геологи не знают мантийных плюмов, поднимающихся к центру крупной литосферной плиты. Поэтому, для объяснения существования супервулкана была предложена теория мантийного плюма, но с оговоркой на остатки фрагмента Тихоокеанской плиты, который отколовшись ушел далеко под Североамериканский материк. 

Долгое время это была лишь теория, однако 22 марта команда геологов из  Техасского университета сделали научную публикацию в Nature Geoscience, в которой существование мантийного плюма Йеллоустоуна было  подтверждено экспериментально. 

Как пишут авторы исследования, точка Йеллоустоуна является парадоксальным внутриплитным источником магматизма, причина которого горячо обсуждается. Некоторые утверждают, что причиной этого является глубокий наклонный мантийный шлейф, идущий откуда-то из основания мантии, другие считают, что причиной появления кальдеры стала зона локальной субдукции.

Используя сейсмическую сеть USArray и исследуя эхо и время прохождения сейсмических волн, мы смогли обнаружить   узкую, цилиндрической формы аномалию, которую мы интерпретируем как плюм, то есть магматический шлейф. 

Это высокотемпературный канал в мантии, идущий к Йеллоустоуну из области под границей  Калифорнии  с Мексикой. Структура имеет избыточную температуру 650-850 ° C и,  постепенно уменьшаясь в диаметре  подходит к Йеллоустоуну каналом диаметров 350 километров. 

 

Рисунок a показывает  эту высокотемпературную мантийную структуру (красный прямоугольник) и траектории прохождения сейсмически волн, рисунок b демонстрирует сейсмическую сеть USArray (белые треугольники – это сейсмометры) и направление мантийного плюма в вертикальной проекции. 

 

На рисунке выше – послойные томограммы мантии.  Медленные (то есть горячие, где сейсмическая волна замедляется) аномалии показаны красным,  быстрые аномалии показаны синим цветом с глубиной, указанной слева от каждого среза. Пунктирные круги показывают местоположение структуры, которая интерпретирована как шлейф.

 

Переложение томографических данных в поперечную проекцию, демонстрирующее глубинное поперечное сечение по структуре плюма, показывающее его связь с точкой Йеллоустоуна.Пунктирные линии обозначают глубину 410, 660 и 1000 км. Цветовая полоса была выбрана так, чтобы выделить функции нижней мантии.

Статья в Nature Geoscience естественнонаучна, поэтому никаких особых посторонних выводов не предполагает. Кроме неё, есть еще интервью авторов работы для IFLScience, где журналисты  пересказывают  работу на пальцах, а геологи  озвучивают общие слова на тему “нам нужно еще время для окончательных выводов”. Однако выводы мы можем сделать и сами . 

За Йеллоустоуном мы наблюдаем довольно давно, почитывая, что о нем пишут люди, в том числе из Австралии, которые в теме по десять, а некоторые и много более лет. И по  общему, очень часто высказываемому мнению существует определенная хронологическая корреляция между землетрясениями в Калифорнии и теми или иными толчками в Йеллоустоуне: если потрусило Калифорнию или Мексику – Йеллоустоун непременно ответит, словно эхо. 

Долгое время и мы, и другая публика относили всё это кто к мистике, кто к механике распространения сейсмических волн. Однако сейчас, как выясняется  Йеллоустоун и разлом Сан-Андреас  физически связаны. Пусть плюм зарождается не в самом разломе, а на очень и очень большой глубине – тем не менее, он зарождается прямо под ним. Как следствие, те или иные процесс в мантии, которые так или иначе затронут вышележащий разлом  Сан-Андреас – те же процессы отзовутся и в Йеллоустоуне. 

Причиной сильных землетрясения является накопления напряжения в литосферных плитах. Напряжение в литосферных плитах накапливается из-за процессов в мантии. Если начнутся какие-то процессы в мантии под Калифорнией, то напряжение в литосфере появится в Японии? Нет, напряжение появится  на Сан-Андреасе. И если процесс в мантии будет настолько заметным, что землетрясение Сан-Андреас будет очень сильным – этот процесс в мантии неминуемо распространится и по мантийному плюму. То есть пойдет температурная или иная волна по горячей трубке, пробкой которой служит Йеллоустоун. И после этого уже все что угодно может быть. 

Источник - infomaxx.ru .

• • 100
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5