Супервулкан Йеллоустоун оказался в разы опаснее, чем считали ученые
Поиск по сайтуНаука 6 декабря 2022
Далее
Анастасия Никифорова Новостной редактор
Анастасия Никифорова Новостной редактор
В попытке предсказать следующее извержение вулкана Йеллоустоун ученые изучили распределение магмы в его кальдере.
Читайте «Хайтек» в
Ученые использовали новый метод визуализации и сейсмические данные, чтобы изучить супервулкан Йеллоустоун.
В рамках исследования ученые смоделировали сейсмические данные для отображения расплава под Йеллоустонской кальдерой. Они пришли к выводу, что его гораздо больше, чем считалось ранее. Кроме того, он находится на небольшой глубине в земной коре. Йеллоустоун оказался в разы опаснее, чем считалось ранее.
Так, частичная доля расплава составляет от 16% до 20%. А согласно предыдущим моделям, под Йеллоустонской кальдерой скрывается лишь 10% или меньше.
Grand Prismatic Spring Panorama. Original public domain image from Flickr, U.S. GovernmentСогласно более ранним оценкам, для начала извержения необходим объем расплава от 35% до 50%. Тем не менее, другие действующие переменные затрудняют точное прогнозирование. По словам экспертов, даже используя самые современные методы сканирования, ученые могут пропустить некоторые участки жидкой магмы.
Йеллоустонская вулканическая кальдера находится в одноименном национальном парке на северо-западе США, который знаменит своими гейзерами. Также он находится сразу на территории трех штатов: Вайоминг, Монтана и Айдахо и занимает площадь 8 983 км². Эту кальдеру часто называют Йеллоустонским супервулканом.
За последние 2,1 млн лет Йеллоустоун пережил три катастрофических извержения. Хотя неизвестно, когда произойдет следующее, понять геологию кальдеры очень важно.
Читать далее:
Существует ли наука в экстремальных условиях? Отвечаем в цифрах
Яйцо сбросили из космоса: посмотрите, что с ним стало
Восстановлен облик средневековой женщины, которая страдала от сифилиса
Поздравляем, вы оформили подписку на дайджест Хайтека! Проверьте вашу почту
Спасибо, Ваше сообщение успешно отправлено.
Йеллоустоун — национальный парк в кратере вулкана
Валентин Власов
«Наука из первых рук» №3(51), 2013
Необъятный по размерам, первый в мире национальный парк Йеллоустоун раскинулся на территории трех американских штатов: Айдахо, Вайоминг и Монтана.
Индейцы недаром называли это удивительное место «страной воды и дыма»: почти половина территории парка расположена в кальдере «спящего» супервулкана, в последний раз просыпавшегося более 600 тыс. лет назад.
Живописнейшие горы и реки, каньоны и пещеры, бурлящие горячие источники и озера, гейзеры и фумаролы, грязевые вулканы и котлы — все самые невероятные чудеса природы сосредоточены в этом парке, признанном биосферным заповедником и включенном в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Об автореВалентин Викторович Власов — академик РАН, доктор химических наук, профессор, директор Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН. Лауреат Государственной премии РФ (1999). Автор и соавтор более 200 научных работ и девяти патентов. |
Первый в мире национальный парк Йеллоустоун расположен в центре кальдеры одного из действующих супервулканов. Необъятный по своим размерам, он раскинулся на территории трех американских штатов: Айдахо, Вайоминг и Монтана.
Индейцы называли это удивительное место «страной воды и дыма». Горы и реки, живописные каньоны и пещеры, бурлящие термальные источники, горячие озера, гейзеры, фумаролы, грязевые вулканы и котлы, — все самые невероятные чудеса природы сосредоточены в этом парке, признанном биосферным заповедником и включенном в список Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Наш журнал уже публиковал статьи о Долине гейзеров («Наука из первых рук» № 1(13), 2007) и кальдере Узон (№ 3(27), 2009), удивительно красивых местах, где вулканическая деятельность создает уникальные условия для образования минералов и существования необычных сообществ микроорганизмов. Йеллоустоун не единственное место, где встречаются горячие источники и извергаются столбами кипятка гейзеры. Очень похожа на Камчатку гигантская кальдера, в которой расположился национальный парк.
В 1860-х г., чтобы защитить природные памятники от браконьеров и других любителей наживы, охрану парка поручили армии. Военные тщательно обосновались на территории, построив форт Йеллоустоун — городок в одном из наиболее красивых мест парка, возле Мамонтовых источников.
Дремлющий супервулкан
Впервые предположение о вулканической природе плато выдвинули участники научной экспедиции, следовавшие вдоль р. Йеллоустоун. Среди Скалистых гор они обнаружили плато и по характеру местности предположили, что это кратер бывшего вулкана. Догадка была верной, однако первопроходцы и не предполагали, что вулкан этот вовсе не бывший, а живой, более того, один из величайших в мире, относящийся к категории супервулканов. При извержении супервулканы выбрасывают более 1000 км3 лавы и пепла, что может глобально изменить жизнь на планете. Однако о последствиях мы можем только догадываться, ведь за время своего существования человечество еще ни разу не видело извержения супервулкана.
Вулкан привлекает внимание многих исследователей, мнения которых сходятся в одном — вулкан жив. Кальдера дышит и иногда «вздрагивает» — в некоторых местах регистрируется ее подъем со скоростью 6–7 см в год.
Ежегодно происходят тысячи незаметных мелких землетрясений, отдельные места кальдеры поднимаются или проседают. Вершина магмовой камеры под кальдерой представляет собой резервуар расплавленных пород диаметром около 50 км, сейчас она находится на глубине около 10 км.
Горячая точка на месте Йеллоустонского парка взрывалась несколько раз, образовав линию гигантских отверстий в движущейся тектонической плите. В результате извержений сформировался кратер длиной 75 км и шириной 45 км. Последнее суперизвержение, в результате которого и образовалась кальдера, произошло 640 тыс. лет назад. Вулканический гриб поднялся на высоту около 30 км и покрыл пеплом континент вплоть до Мексиканского залива, уничтожив на этой территории почти все живое. Предыдущие извержения были еще более мощными. Каждый раз выброс огромного количества газов и аэрозолей в атмосферу вызывал глобальные похолодания, вулканические зимы. После извержений лава застывала, ее поверхность разрушалась, зарастала лесами. Кальдера заполнялась пеплом и сглаживалась в ледниковый период.
Страна воды и дыма
Поверхность многих участков в кальдере буквально кипит. В Йеллоустоуне сосредоточено более половины всех геотермальных источников планеты (около 10 тыс.) и две трети всех гейзеров мира (3 тыс.). География гейзеров и источников постоянно меняется, часто появляются новые гейзеры в лесах, на берегах озер и рек.
Расплавленные подземные породы дают тепло, превращающее дождевую воду, поступающую сверху, в перегретый пар, смешанный с газами, выходящими из недр. Пары и газы питают и нагревают грязевые котлы на поверхности, фумаролы, горячие источники и гейзеры.
На цветных термальных площадках — бурлящие источники, горячие озера с изумрудной или неправдоподобно ярко-синей водой.
«Старый служака» — один из самых «дисциплинированных» гейзеров парка выбрасывает струю кипящей воды высотой более 40 м примерно каждые 90 минут.
Наиболее добросовестно и часто извергающиеся гейзеры, помимо «Старого служаки», — «Прибрежный» и «Замок», в отличие от большинства местных гейзеров не просто выбрасывают вверх столб воды, но и довольно долго фонтанируют.
В Норрисе самые горячие термальные поля. Это настоящая страна воды и дыма. Мертвые деревья, окутанные клубами пара, хлюпающие цветные лужи, шипящие холмы и бездонные парящие колодцы. Здесь можно встретить как маленькие брызгающие гейзеры, так и огромные, с ревом и свистом выбрасывающие из-под земли струи пара и газа.
На берегу Йеллоустонского озера — большая термальная площадка. На ней кипят горячие озерца, сияют бирюзой бездонные колодцы, горячие источники выбрасывают кипяток в холодную воду. Местами среди грязевых дымящихся котлов и мутных луж еще можно увидеть чахлые умирающие сосенки.
Термальные площадки очень похожи на площадки в кальдере Узон на Камчатке. Но на Камчатке все намного ярче, цветные ягодники, яркая трава. И множество медведей, о которых здесь ходят только легенды.
Очень красивы Мамонтовы горячие источники. Стекающая по склонам холмов горячая насыщенная солями вода образовала красивые отложения гейзерита и травентина, известковые блестящие террасы, белые и кое-где окрашенные в желтый и коричневый цвета.
На солнце гора сверкает и переливается.
Поселок возле Мамонтовых источников небольшой, но построенный более основательно, чем другие поселки в парке, в нем настоящие каменные дома, наследие военных, построивших форт.
Недалеко от Мамонтовых источников протекает «горячая река». Быстрая горная река с очень холодной водой, со дна которой бьют горячие источники. Зайдешь в нее — окажешься в контрастной среде холодных и обжигающе горячих струй. Место это популярно у любителей кемпинга. У реки оборудована площадка с минимальными удобствами, к которой очень легко подъехать на машине. Туристы ставят палатки на берегу и радостно плещутся в потоке.
По берегам реки — лес и скалы, совсем как на Алтае. Высота самого большого водопада на реке — 94 м. Перед водопадом река разгоняется, струя вибрирует и вместе с ней вибрирует и гудит ее каменное ложе.
Большая часть Йеллоустонского парка покрыта сосновым лесом. Вдоль рек встречаются березы, осины и ивы. В 1988 г. вследствие сухой погоды, сильного ветра и гроз в парке произошли опустошительные пожары, сгорело около 600 тыс.
га леса. Сейчас территория парка вновь поросла молодым лесом, над которым возвышаются обугленные останки погибших во время пожара деревьев.
Привлекает туристов и то, что, прогуливаясь по парку и любуясь его невероятными красотами, можно встретить оленя или увидеть невозмутимо дремлющего бизона. Животный мир Йеллоустоуна очень богат, здесь живут волки, койоты, бурые и черные медведи, даже гризли, рыси и т. д. В степной части парка встречаются бизоны. Огромные животные здесь спокойны, ведут себя, как хозяева, неспешно переходят дороги, приходят в поселки.
Удивительная природа заповедника завораживает настолько, что водители порой оставляют свои машины прямо на дороге и спешат фотографировать чудесные пейзажи или животных. Оказавшиеся в вынужденной пробке водители не сигналят и не ругают беспечного туриста, а с удовольствием следуют его примеру.
Извержения — по расписанию
Ежегодно в Йеллоустоун приезжает около 3 млн туристов. Работники парка делают все возможное, чтобы сохранить уникальную природу этого региона, не нарушить его естественную среду, и в то же время дать путешественникам, приезжающим с разных концов земли, возможность насладиться красотой и богатством заповедника, предоставив им комфортные условия.
Плата за посещение парка символическая, за въезд в парк на неделю нужно заплатить 25 долл.
В парке более 50 км асфальтированных дорог и около 1800 км пешеходных троп, проложенных так, чтобы можно было посмотреть все самое интересное. Вдоль дорог оборудованы площадки для кемпинга, гостиницы парка могут разместить 2,2 тыс. посетителей. Хотя парк посещают и зимой (отличное место покататься на лыжах), основной поток туристов приходится на летнее время.
Основной туристский комплекс построен вблизи гейзера «Замок». Здесь большая парковка, кафе, гостиницы и экскурсионные организации. В центральном офисе на стенде — «расписание» извержений гейзеров. На самой популярной у туристов термальной площадке идеальный порядок. Вокруг гейзера «Старый служака» — скамейки, на которых могут разместиться несколько сотен человек. Любопытно, что места не пустуют, — так много желающих полюбоваться на «служаку».
Туристы неторопливо обходят площадки, фотографируют лужи, фонтаны, таблички с надписями.
Вокруг гейзеров сидят и лежат терпеливые путешественники, ожидая обещанных в центральном офисе извержений (гейзеры зачастую не подчиняются графику).
Пестрые толпы туристов прогуливаются по деревянным пешеходным мостикам, которыми покрыта термальная площадка. Здесь много молодых семей с малышами и пожилых туристов, некоторые особенно картинно экипированы — в ковбойских шляпах, с флажками и ножами на поясе. Временами пробегают спортсмены с маленькими фляжками, закрепленными на плече. Их задача — за день пробежать как можно большее расстояние и отметиться во всех знаковых точках.
Итак, сегодня парк, расположенный прямо в кратере супервулкана, развивается, процветает, каждый день принимает и радует новых туристов и путешественников. Однако не может не возникнуть опасения: не грозит ли заповеднику новое извержение? Мнения специалистов на этот счет расходятся: одни считают, что сейчас система находится в равновесии, и в обозримом будущем вулкан не проснется. Другие же полагают, что извержение возможно.
Однако когда это произойдет, через 10 лет или через 100 тыс. лет? Ответа на этот вопрос сегодня нет…
вопросов о вулканической истории Йеллоустоуна
Когда в последний раз в Йеллоустоне наблюдался вулканизм?
Самая недавняя вулканическая активность состояла из риолитовых потоков лавы, извергавшихся примерно 70 000 лет назад. Самый большой из этих потоков сформировал плато Питчстоун на юго-западе Йеллоустонского национального парка.
Какова была вулканическая активность в Йеллоустоуне с момента последнего гигантского извержения?
С момента последнего гигантского извержения, образовавшего кальдеру, 631 000 лет назад произошло примерно 80 извержений, в основном невзрывных. Из этих извержений по крайней мере 27 были потоками риолитовой лавы в кальдере, 13 были потоками риолитовой лавы за пределами кальдеры и 40 были базальтовыми выходами за пределами кальдеры. Лишь некоторые из этих извержений связаны со значительными отложениями пепла, что указывает на эксплозивную составляющую.
Крупнейшее из этих взрывных событий, произошедшее около 173 000 лет назад, было похоже по размеру на то, что образовало Кратерное озеро в Орегоне, и привело к образованию обрушенной кальдеры, которая сейчас занята западным выступом Йеллоустонского озера. Самое последнее извержение вулкана в Йеллоустоне, поток лавы на плато Питчстоун, произошло 70 000 лет назад.
Как часто происходят извержения вулканов в Йеллоустоуне?
За последние 2,1 миллиона лет в Йеллоустоне произошли три чрезвычайно крупных взрывных извержения с интервалом повторения от 600 000 до 800 000 лет. Более частые извержения потоков базальтовой и риолитовой лавы происходили до и после крупных кальдерообразующих событий. Например, ученые идентифицировали по крайней мере 27 различных потоков риолитовой лавы, которые извергались после самых последних извержений кальдеры, около 631 000 лет назад, из жерл внутри кальдеры. Самый последний из них был около 70 000 лет назад. Многие из этих извержений были разделены во времени на несколько десятков тысяч лет.
Поскольку свидетельства более ранних извержений могли быть либо захоронены, либо уничтожены, мы не знаем, как часто на самом деле извергался вулкан.
Каков был масштаб осаждения пепла в результате крупнейших извержений Йеллоустона?
Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Карта известных границ выпадения пепла при крупных извержениях из кальдеры Лонг-Вэлли, горы Сент-Хеленс и Йеллоустона. (Общественное достояние.) Во время трех гигантских извержений, образовавших кальдеру, которые произошли между 2,1 миллиона и 631 000 лет назад, крошечные частицы вулканического мусора (вулканического пепла) покрыли большую часть западной половины Северной Америки, вероятно, на треть метра в глубину. в нескольких сотнях километров от Йеллоустона и на несколько сантиметров дальше. Ветер разносил аэрозоль серы и самые легкие частицы пепла по всей планете и, вероятно, вызвал заметное снижение температуры по всему миру.
Сколько кальдерообразующих извержений произошло из долгоживущей горячей точки, которая в настоящее время находится под Йеллоустоуном?
Датированы многие эруптивные единицы, обнаруженные вдоль пути Йеллоустонской горячей точки, но лишь некоторые из них представляют собой крупные извержения, образующие кальдеру. Выявлено не менее пяти вулканических полей, сосредоточенных в крупных кальдерных комплексах. Некоторые из этих кальдерных комплексов извергались климатически более одного раза; вероятно, от 15 до 20 кальдерообразующих извержений произошло вдоль горячей точки, поскольку она оставила след от западного Айдахо до Йеллоустона за последние 16,5 миллионов лет.
Сколько гигантских извержений произошло в районе Йеллоустонского национального парка и насколько сильными они были?
Вулканическая активность началась в районе Йеллоустонского национального парка чуть раньше, примерно 2 миллиона лет назад.
Расплавленная порода (магма), поднимающаяся из глубины Земли, вызвала три катастрофических извержения, более мощных, чем любое из зарегистрированных в мире. Первое кальдерообразующее извержение произошло около 2,1 миллиона лет назад. Эруптивный взрыв удалил так много магмы из его подземного резервуара-хранилища, что земля над ним рухнула в магматическую камеру и оставила в земле гигантскую впадину — дыру больше, чем штат Род-Айленд. Огромный кратер, известный как кальдера, размером до 80 километров в длину, 65 километров в ширину и сотни метров в глубину, простирается за пределами Йеллоустонского национального парка в центральную часть парка (см. карту выше для информации о местоположении). ).
Позже активность переместилась в меньший регион в районе Айленд-парка в восточном Айдахо, к юго-западу от Йеллоустонского национального парка, и 1,3 миллиона лет назад вызвало еще одно крупное извержение, образовавшее кальдеру. Последующая активность была сосредоточена в районе национального парка, и еще одно мощное извержение 631 000 лет назад сформировало Йеллоустонскую кальдеру, какой мы ее видим сейчас.
Три кальдерообразующих извержения, соответственно, были примерно в 6000, 700 и 2500 раз больше, чем извержения 18, 19 мая.80 извержение вулкана Сент-Хеленс в штате Вашингтон. В совокупности три катастрофических извержения выбросили достаточно пепла и лавы , чтобы заполнить Гранд-Каньон.
Помимо трех кульминационных извержений, активность, связанная с каждым из трех кальдерных циклов, привела к десяткам или даже сотням более мелких извержений, в результате которых образовались как лава, так и пирокластические материалы.
Чем гигантские извержения в районе Йеллоустонского национального парка отличаются от других крупных исторических извержений?
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Объемы гигантских извержений вулканов Йеллоустона по сравнению с объемами других крупных извержений. Графика использована с разрешения «Windows into the Earth, The Geologic Story of Yellowstone and Grand Teton National Park», Robert B.
Smith and Lee J. Siegel, Oxford University Press, 2000.гораздо больше материала, чем извержения вулкана Сент-Хеленс (1980), гора Пинатубо (1991 г.), Кракатау (1883 г.), гора Мазама (7600 лет назад) и Тамбора (1815 г.).
Йеллоустонский супервулкан Извержение? 6 фактов о Йеллоустонской кальдере
Не посетитель Йеллоустоуна осознает это, но первый национальный парк Америки расположен на вершине кальдеры, широко известной как Йеллоустонский супервулкан.
Время от времени очаги сейсмической активности в Йеллоустонском национальном парке заставляют людей задуматься: этот спящий гигант внезапно просыпается?
Одним словом, нет. Но это не значит, что люди не имеют права беспокоиться. Конечно, есть много паникеров, которые просто хотят разозлить людей по какой-либо причине (подсказка: обычно это делается для привлечения внимания), но также понятно, что вулканические силы, действующие под Йеллоустоуном, вероятно, окажутся разрушительными, если они объединятся для еще одного массивного извержение вулкана.
О чем стоит беспокоиться, а о чем нет? Здесь мы дадим вам список фактов, которые помогут вам отделить факты от вымысла о Йеллоустонском супервулкане.
1. Нет, Йеллоустонское извержение не запоздало
Йеллоустонское извержение не запоздало, и, честно говоря, если вы услышите, как кто-то в документальном фильме или в Интернете или где-то еще говорит, что Йеллоустонское извержение просрочено, вы сразу поймете, что они вообще не понимают о чем говорят. – Майк Поланд, главный научный сотрудник Йеллоустонской вулканической обсерватории
В 2021 году Польша предоставила обновленную информацию о Йеллоустонской кальдере и прояснила некоторые ключевые заблуждения. Возможно, его наиболее важным моментом является то, что магма Йеллоустона движется глубже в землю, а не поднимается ближе к поверхности. Мы обсудим эту магму подробнее чуть позже.
Если вы не видели наш репортаж об обновлении кальдеры в Польше, его стоит прочитать, и он ответит на многие ваши вопросы о супервулкане Йеллоустоун.
2. 16,5 миллионов лет в процессе создания
Вулканическая система Йеллоустоун-Снейк-Ривер-Плейн, которая сегодня вызывает кальдерную активность в парке, существует примерно 16,5 миллионов лет.
«Горячая точка» сначала привела к вулканической активности вблизи границ Айдахо-Невада-Орегон, постепенно перемещаясь по северо-восточному пути к современному Йеллоустоуну в течение миллионов лет.
Около 10-11 миллионов лет назад та же горячая точка помогла сформировать то, что сейчас известно как Национальный памятник и заповедник «Лунные кратеры», а также близлежащие образования.
На протяжении 500 миль эта вулканическая система сформировала более 100 кальдер, поскольку Североамериканская тектоническая плита продолжала свое движение над неглубоким телом магмы.
3. Йеллоустоун извергался десятки раз
Первое извержение Йеллоустонского супервулкана произошло примерно 2,1 миллиона лет назад, за ним последовало еще одно извержение около 800 000 лет спустя.
Третье суперизвержение произошло примерно 640 000 лет назад.
Именно это третье извержение создало Йеллоустонскую кальдеру площадью примерно 1350 квадратных миль, какой мы ее знаем сегодня.
Первое крупное извержение Йеллоустона было одним из крупнейших вулканических явлений в истории.
Вы думали, что извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году было огромным? Во время первого Йеллоустонского извержения вулканического материала было выброшено примерно в 6000 раз больше. Пепел покрыл почти 5800 квадратных миль, упав даже в Миссури.
После третьего сильного извержения произошло 80 небольших извержений. Один из них, произошедший около 174 000 лет назад, сформировал западный палец Йеллоустонского озера.
4. Два движущихся купола в Йеллоустонской кальдере
В Йеллоустоуне так много геотермальной и вулканической активности, потому что в настоящее время он находится над телом магмы, которое находится довольно близко к поверхности. Давление этой магмы создало два купола внутри кальдеры, получившие название Sour Creek Dome и Mallard Lake Dome.
Магма находится всего в нескольких милях под этими куполами. По мере движения под ними гидротермальных флюидов эти купола постепенно увеличиваются или уменьшаются. При них, хотя и в меньшей степени, соответственно поднимается или опускается все дно кальдеры.
Если вы бывали в Йеллоустоуне, возможно, вы видели деревья на южном берегу Йеллоустонского озера в воде. Очевидно, они не просто так там росли.
За последние 100 лет дно кальдеры сместилось на юг, поэтому южные деревья частично затоплены, а в районе Рыбацкого моста есть открытый пляж.
5. Когда произойдет извержение Йеллоустонского супервулкана?
Эксперты ожидают еще одно Йеллоустонское извержение в ближайшие несколько тысяч или миллионов лет. Это может показаться ужасно широким окном, но если учесть, насколько на самом деле огромно геологическое время, предсказание кажется вполне справедливым.
Служба национальных парков заявляет, что повторное извержение Йеллоустонского вулкана в ближайшие несколько сотен лет маловероятно.
Если бы это произошло, вероятным результатом были бы потоки лавы, хотя нет никаких доказательств того, что мы должны ожидать потоков лавы в ближайшее время.
Потоки лавы образовались после последнего крупного извержения. Эксперты говорят, что лава будет двигаться медленно в течение нескольких месяцев и лет, мало чем отличаясь от недавней активности на Гавайях.
Это медленное движение даст властям много времени, чтобы обеспечить безопасность людей.
Еще одно замечание: всемирно известный гейзер Old Faithful, скорее всего, будет вести себя по-другому по мере развития лежащих в его основе геологических процессов. Это означает, что Old Faithful может извергаться чаще или реже или даже полностью прекратиться. Но любые такие изменения не обязательно будут свидетельством надвигающегося извержения вулкана в Йеллоустоуне.
6. Вулкан Йеллоустоун находится под постоянным наблюдением
Является ли супервулкан Йеллоустоун потенциальной угрозой для жизни в Северной Америке? Судя по тому, как может выглядеть крупное извержение, за ним, безусловно, стоит следить — именно на это тратит свое время команда экспертов.