من المحتمل أن يتم تغذية بركان يلوستون الهائل الشهير بطريقة مختلفة تمامًا عما افترضه العديد من العلماء. يشير بحث جديد إلى أن النشاط البركاني في يلوستون مدفوع في الواقع بالتغيرات في قشرة الأرض، وليس بسبب بئر عميق من الصهارة تحت الأرض كما كان يعتقد سابقًا.
يمكن أن يساعد هذا الاكتشاف العلماء على التنبؤ بالنشاط البركاني المستقبلي وفهم كيفية تصرف البركان بشكل أفضل.
وتعد منطقة يلوستون، حيث القشرة الأرضية رقيقة نسبيا، معقلا للنشاط البركاني. في الـ 2.1 مليون سنة الماضية، شهدت يلوستون ثلاثة انفجارات كبرى، آخرها حدث قبل 631000 سنة. أحدث الثوران الفائق الأخير يلوستون كالديرا، والتي يزيد عرضها عن 30 ميلاً (50 كيلومترًا). كالديرا هي المنخفض على شكل وعاء الذي بقي في الأرض بعد انفجار الصخور المنصهرة للبركان إلى السطح.
هناك جدل طويل الأمد حول أصل براكين يلوستون. يعتقد بعض العلماء أن هناك عمودًا عميقًا من الوشاح تحت سطحه. أ عمود عباءة هو عمود من الصخور الساخنة جدًا ينتقل من حدود غلاف الأرض الأساسي، مما يؤدي إلى تسخين المواد الموجودة في القشرة الأرضية. لكن يجادل آخرون أن النشاط البركاني في يلوستون بسبب الضغوط داخل القشرة والوشاح.
“إن عواقب هذه الفرضيات المختلفة هي ما نتوقعه في المستقبل بالنسبة لنظام يلوستون البركاني.” جيمي فاريلوقال كبير علماء الزلازل في مرصد يلوستون للبركان، والذي لم يشارك في البحث الجديد، لـ Live Science:
وفي الدراسة الجديدة التي نشرت في 9 أبريل في المجلة علومجادل الباحثون بأن التكتونيات وحدها يمكنها تسخين خزانات الصهارة تحت يلوستون دون الحاجة إلى عمود عباءة عميق.
لقد أنشأوا نموذجًا ثلاثي الأبعاد، يتضمن حركات الصفائح التكتونية السابقة حول غرب أمريكا الشمالية، وبنية الوشاح الحالية تحت يلوستون، وبيانات حول الغلاف الصخري، وهي القشرة الصخرية الصلبة للأرض.
وقال ليو إن الفريق وجد أن أنابيب الصهارة في يلوستون كانت خاضعة لسيطرة التكتونيات، وليس عمود الوشاح، وأن قوتين متعارضتين تسحبان النظام.
يتميز الغلاف الصخري الموجود أسفل يلوستون بكثافات مختلفة، مما يجعل بعض أجزاءه أثقل من غيرها. وقال ليو إن هذا يتسبب في تمدد القشرة الخارجية باتجاه الساحل الغربي للولايات المتحدة. إنه يشبه إلى حد ما العجين الذي يتم تمديده.
وفي الوقت نفسه، تغوص صفيحة تكتونية قديمة – لوح فارالون – أسفل وسط شرق أمريكا الشمالية، مما يؤدي إلى سحب قاع القشرة الأرضية إلى الأسفل، وإمالة نظام السباكة البركاني، كما قال.
وفي يلوستون، تتنافس هاتان القوتان بشكل مباشر مع بعضهما البعض. وقال ليو: “هذه المنافسة تسحب الغلاف الصخري أسفل يلوستون”، مضيفًا أن نظام السباكة يربط سطح يلوستون بطبقات أسفل القشرة الأرضية ويسحب الصهارة إلى الأعلى.
نينفا بنينجتون، عالم الزلازل البركانية في مرصد البراكين في هاواي والذي لم يشارك في البحث، قال لـ Live Science ذلك دراسة جيوفيزيائية حديثة أظهر أن صهارة يلوستون تنشأ في الجنوب الغربي من المجمع في الوشاح العلوي، أسفل الغلاف الصخري مباشرة. ومن هناك، تهاجر الصهارة إلى الشمال الشرقي، تحت القشرة أسفل كالديرا يلوستون. وتظهر الدراسة الجديدة كيف يمكن للصهارة أن تتبع هذا الطريق.
وقالت: “قبل هذه الورقة، على حد علمي، لم تكن هناك دراسة تشرح لماذا تتبع الصهارة التي تغذي النظام البركاني في يلوستون مسار الهجرة هذا”.
إن فهم كيفية تسخين الصهارة سيساعد العلماء على التنبؤ بدقة أكبر بالنشاط المستقبلي في المنطقة. وقال فاريل إن ذلك “سيسمح بتقدير أفضل لما يمكن أن نتوقعه في المستقبل”. على مدار الـ 17 مليون سنة الماضية، كانت البراكين النشطة “تحترق” من خلال القشرة الدافئة والرفيعة نسبيًا، ولكن قريبًا – من الناحية الجيولوجية، على الأقل – ستبدأ في الاحتراق من خلال القشرة الأكثر برودة والصلابة والأكثر سمكًا التي تقع إلى الشرق من يلوستون الحالية، كما قال.
وقال فاريل: “اعتمادا على المصدر – عمود الوشاح أو التكتونيات – قد يكون النشاط الناتج مختلفا”.
وقال ليو إن يلوستون ليس النظام البركاني الوحيد الذي يمكن أن يستفيد من هذا النوع من النمذجة. ويمكن استخدامه أيضًا لفهم توبا في جنوب شرق آسيا، وتاوبو في نيوزيلندا، والبراكين النشطة في شمال شرق آسيا بشكل أفضل. الصينقال.
ويوافق بينينجتون على أن الدراسة الجديدة والمعرفة المتراكمة حول يلوستون يمكن أن تساعد العلماء في شرح أنظمة البراكين الأخرى. وقالت: “يمكن تطبيق نفس النوع من التحليل لتحسين فهمنا لكيفية هجرة الصهارة إلى أنظمة كالديرا عالية الخطورة حول العالم”.
