Ученые обнаружили "дышащую" магматическую шапку в супервулкане Йеллоустоун

Под кальдерой Йеллоустоуна обнаружен уникальный слой магмы, который ведет себя как гигантский "клапан", регулирующий давление в одном из самых опасных вулканов планеты. Исследование, опубликованное в журнале Nature, раскрывает механизмы, которые могут отсрочить следующее извержение на тысячи лет.

Группа геофизиков из Университета Райса и других научных центров США выявила магматическую шапку на глубине 4,2 км под поверхностью Йеллоустоуна. Этот слой состоит из:

• расплавленных минералов,
• пузырьков сверхкритической воды,
• пористой горной породы.

Используя вибросейсмический грузовик массой 24 тонны, ученые создали искусственные микроземлетрясения, чтобы просканировать структуру недр. Отраженные волны показали, что шапка действует как фильтр: она удерживает основную массу магмы, но пропускает газы, снижая давление.

"Это как дыхание — система постоянно выпускает пар, но не взрывается", — объясняет соавтор исследования Брэндон Шмант.

Йеллоустоун пережил три катастрофических извержения:

1. 2,1 млн лет назад (объем выбросов — 2500 км³),
2. 1,3 млн лет назад (280 км³),
3. 640 тыс. лет назад (1000 км³).

Новые данные показывают, что пористая структура шапки предотвращает накопление критического давления. Компьютерное моделирование подтвердило: только 16–20% слоя составляет расплавленная порода, остальное — газовые карманы и твердые кристаллы. Этого недостаточно для мгновенного триггера извержения.

Ученые связали открытие с активностью гейзеров и фумарол Йеллоустоуна. Ежегодно парк выделяет:

• 45 тыс. тонн CO₂,
• 7 тыс. тонн метана,
• сероводород и гелий-3 (маркер магматической активности).

"Газы выходят через микротрещины в шапке, — говорит Шмант. — Именно поэтому мы видим кипящие источники, но не видим признаков скорого взрыва".

Раньше считалось, что магматический резервуар Йеллоустоуна представляет собой единый пузырь расплавленной породы. Теперь ясно: его верхняя часть — сложная "губка", которая:

• снижает риски внезапного извержения,
• позволяет прогнозировать изменения по колебаниям газовых выбросов,
• дает новые подсказки для мониторинга других супервулканов.

Следующий этап — изучение химического состава шапки. Если подтвердится высокое содержание кремнезема, это укажет на повышенную вязкость магмы, что еще больше отсрочит потенциальную катастрофу.