НОВОСТИ НАУКИ
Информационный научно-популярный портал
НАУКА в РФ и за рубежом
глазами блогера (работает с 01.09.2018 просмотров 3902)

Контакты (с 11 до 19): 8-903-899-44-37 Лилия или lili@k156.ru
на главную

РФ

Институты и конференции

Международные с РФ

Зарубежные

ВСЕ НОВОСТИ

Последние добавления

Все новости
(последние 10 )

2018-09-19
Излучение нейтронной звезды RX J0806.4-4123 от Хаббла и первые снимки от TESS
Подробнее

2018-09-19
Расчеты радиации межпланетных полетов и смена сезонов Марса от миссии ExoMars
Подробнее

2018-09-19
Cодержание меди и цинка в почве в почве, воде, пшенице и теле человека
Подробнее

2018-09-18
Получено рекордно сильное магнитное поле
Подробнее

2018-09-17
Нейромедиатор животных работает и у растений
Подробнее

2018-09-17
Фотоплетизмография и изучение капиллярного кровотока
Подробнее

2018-09-16
В Якутии нашли остатки древней саламандры
Подробнее

2018-09-15
Нанокатализаторы позволят синтезировать биотопливо непрерывно
Подробнее

2018-09-15
Обнаружено ранее неизвестное состояние рибосомы
Подробнее

2018-09-15
Нейросеть обучили распознавать жалобы на лекарства в соцсетях
Подробнее

 

 

ТЕМЫ НОВОСТЕЙ: • Зарубежные • Геология и гидросфера

2018-08-28 (№ 37)
Вулканическая система Йеллоустона могла сформироваться в результате субдукции
США 28 августа ЭЛЕМЕНТЫ. К Йеллоустонскому вулкану в Северной Америке традиционно приковано повышенное внимание. Связано это с тем, что его активизация неизбежно приведет к разрушительным последствиям глобального масштаба. Точность прогноза возможного извержения этого супервулкана во многом зависит от правильной интерпретации механизма формирования всей Йеллоустонской вулканической системы. Если раньше общепризнанной считалась лишь так называемая «плюмовая» теория ее возникновения, то сейчас появились данные в пользу альтернативной «плитной» гипотезы.

Вулкан Йеллоустон — пожалуй, самый известный из супервулканов. Хотя уже несколько десятков тысяч лет он относительно спокоен, активизироваться он может в любой момент, так как под ним находится активный магматический очаг (см. новость Термомеханическое моделирование помогло объяснить формирование магматической системы Йеллоустонского супервулкана, «Элементы», 04.05.2018). Его извержение может иметь катастрофические последствия для всего североамериканского континента и на долгие годы изменить климат на планете.



Рис. 1. Увеличение возраста палеокальдер вулканической системы Йеллоустон (в млн лет) в направлении с северо-востока на юго-запад. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Geoscience

Существует как минимум две гипотезы возникновения магматической системы Йеллоустонского вулкана. Доминирующей является так называемая теория плюмов, в соответствии с которой горячие точки, к которым сторонники этой теории относят и Йеллоустон, возникают над плюмами — мантийными потоками, идущими от ядра Земли. Согласно этой теории, мантийный плюм в течение длительного времени сохраняет стационарное положение, а перемещающаяся над ним литосферная плита как бы «прожигается» очень горячим веществом плюма. Так образуются цепочки вулканов, в которых каждый последующий кратер моложе предыдущего. Классическим примером такой системы является Гавайский архипелаг. Для вулканической системы Йеллоустона также характерно постепенное увеличение возраста палеовулканических кальдер в направлении от современного местоположения кальдеры к юго-западу (рис. 1).

Но есть и другая гипотеза, объясняющая появление подобной закономерности: погружающаяся под североамериканский континент океаническая плита по мере ее опускания в мантию переплавлялась, а образующийся расплав поднимался вверх, подпитывая магматический очаг Йеллоустона. Процесс плавления начался 16,5 млн лет назад. К этому периоду относится формирование самой древней кальдеры, расположенной на сегодняшний день на границе штатов Невада, Орегон и Айдахо. Затем, по мере опускания литосферной плиты в мантию, очаг магмообразования смещался в северо-восточном направлении.

Результаты исследований профессора Чжоу Ин (Ying Zhou) из Политехнического университета Виргинии, опубликованные в журнале Nature Geoscience, свидетельствуют больше в пользу «плитной» гипотезы. Для анализа Чжоу Ин использовала данные глубинного сейсмического зондирования, выполненного в рамках проекта USArray — одной из трех составных частей глобальной научной программы Earthscope, использующей геологические и геофизические методы для изучения структуры и эволюции североамериканского континента, понимания природы вулканизма и прогноза землетрясений в пределах этого региона.

Чжоу Ин применила сейсмическую дифракционную томографию (см. Seismic tomography и Сейсморазведка) — современный геофизический метод, при котором анализируется пространственное распространение рассеянных сейсмических волн от взрывов, землетрясений и т. д. с целью выявления резких внутренних неоднородностей строения Земли. С помощью этого метода Земля просвечивается по аналогии с рентгеновской томографией, применяемой в медицине. Специфика подхода, который был впервые применен автором исследования и никогда ранее не использовался, заключалась в том, что на основе данных зондирования были построены визуальные изображения, аналогичные рентгеновским. На этих «снимках» отчетливо проявляются относительно небольшие глубинные структуры, которые невозможно увидеть с помощью традиционных методов.

Несмотря на то что модель мантийного плюма успешно объясняет тренд изменения возраста вулканического следа на поверхности Земли, она не нашла своего подтверждения на «рентгеновских снимках», полученных в результате компьютерной визуализации сейсмических данных. В частности, вместо узкой «теплой» аномалии, фиксируемой в виде области замедления сейсмических волн и уходящей вертикально на глубину непосредственно под зоной современной Йеллоустонской кальдеры, которая имела бы место в случае классического мантийного плюма, в зоне переходной мантии (область, разделяющая верхнюю и нижнюю мантию) в интервале глубин 400–640 км, прямо под цепочкой кальдер Йеллоустонского вулкана, была обнаружена наклонная глубинная «холодная» аномальная структура (область повышенных скоростей сейсмических волн), четко совпадающая с линией расположения палеокальдер (рис. 2).



Рис. 2. Неоднородности топографии нижней и верхней поверхностей переходной зоны мантии Рис. 2. Неоднородности топографии (рельефа) нижней (a, глубина 660 км) и верхней (b, глубина 410 км) поверхностей переходной зоны мантии под северо-западной частью США по данным сейсмической дифракционной томографии. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Geoscience

Анализ полученных «снимков» позволил автору предположить, что извержения Йеллоустонского супервулкана были вызваны процессами, связанными с погружением под североамериканский континент древней океанической плиты Фараллон — гигантской исчезнувшей уже плиты, которая начала погружаться 30 млн лет назад, а сегодня о ее былом существовании свидетельствуют лишь участки неоднородности в мантии, для которых характерны повышенные скорости прохождения сейсмических волн.

С помощью компьютерного моделирования была создана объемная модель неоднородности мантии, фиксирующей положение остатков плиты Фараллон (рис. 3).



Рис. 3. 3D-модель неоднородности прохождения сейсмических волн под территорией западных штатов США на глубинах от 50 до 1600 км. Серая плоскость проведена на глубине 660 км (нижняя граница переходной мантии. Часть неоднородностей в верхних слоях мантии на рисунке не показана. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Geoscience

На этой модели видно, что в переходной зоне мантии погружающаяся плита располагается почти горизонтально, а ниже происходит изменение направления ее погружения на противоположное (если в верхней мантии плита погружается с запада на восток, то в нижней — с востока на запад). Это явление называется обратной субдукцией. Подобная картина могла возникнуть в том случае, если плита раскололась (нарушение целостности могло произойти при активизации проходящего здесь глубинного разлома), отколовшийся фрагмент опустился ниже и начал погружаться в обратную сторону. И тогда механизм возникновения магматического очага под Йеллоустоном таков: передняя часть отколовшегося фрагмента, которая ушла совсем глубоко в мантию, там переплавляется, а образовавшиеся расплавы поднимаются вверх, увлекаемые потоками восходящего мантийного вещества, устремившимися в область разрыва. Все это привело к образованию в мантии магматических очагов и началу 16,5 млн лет назад массовых извержений над участком обратной субдукции. По мере «отступления» отколовшегося фрагмента к северо-западу в этом же направлении смещались и очаги вулканизма, проявленные на поверхности (рис. 4).



Рис. 4. Схема, иллюстрирующая разрыв погружающейся плиты Фараллон с возникновением участка обратной субдукции (Reversed subduction). Две горизонтальные зеленые линии показывают верхнюю и нижнюю границы переходной зоны мантии. Расплавляющееся вещество нижнего конца отколовшегося фрагмента плиты поднимается к земной коре и подпитывает магматические очаги под Йеллоустоном. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Geoscience Следующим шагом Чжоу Ин предполагает увеличить разрешающую способность полученных «снимков», что позволит с помощью компьютерного моделирования воссоздать процесс дробления гигантской океанической плиты и рассмотреть различные сценарии плавления ее пород с образованием под Йеллоустоном магматического очага. Источник: Ying Zhou. Anomalous mantle transition zone beneath the Yellowstone hotspot track // Nature Geoscience. 2018. DOI: 10.1038/s41561-018-0126-4. Владислав Стрекопытов

Источник

 

Сайты партнеры

 

 

Фантастика
детектив

 

 

Неоднозначное мироздание

 

costroma.k156.ru

 

 

 

(с) ООО "Новый город".
Создание сайта - веб студия Новый город