MADISON – A cirkon és kvarc ásványok apró kristályaiban talált geokémiai finombetűket olvasva a tudósok új képet alkotnak egy olyan típusú vulkán élettörténetéről – és geológiai ütemtervéről – az Egyesült Államok nyugati részén található vulkánokról, amelyek képesek arra, hogy drámaian megváltozik az éghajlat valamikor a következő 100 000 éven belül.
A cirkon- és kvarckristályok, a geológiai események valóságos időkapszuláiként szolgáló ásványok tanulmányozására szolgáló új analitikai technikákból nyert betekintés alapján a Wisconsin-Madison Egyetem tudósainak egy csoportja új modellt javasolt az eredetre. a vulkanizmus fiatal kalderákban.
Ezek a vulkánok a Föld "forró pontjain" fordulnak elő, és néhány százezer évente katasztrofális robbanások formájában törnek ki, több száz-ezer köbkilométer hamut juttatva a légkörbe, és globális méretű éghajlati pusztítást okozva..
Az UW-Madison geológusai, Ilya N. Bindeman és John W. Valley egy sor tanulmányban bemutatják az Egyesült Államok nyugati részének Yellowstone-i medencéjében az elmúlt 2 millió emberben előforduló hot spot vulkanizmus élettörténetét. évek. Eredményeik a vulkanizmus haldokló, de még mindig erős ciklusára utalnak, és nagy a valószínűsége egy jövőbeni katasztrófakitörésnek valamikor a következő egymillió éven belül, de valószínűleg a következő százezer éven belül.
A mai Yellowstone-i táj az utolsó kalderák sorozatában – a széles kráterszerű medencékben, amelyek a vulkánok felrobbanásakor és jellegzetes kúpjaik összeomlásakor keletkeztek –, amelyek az elmúlt 2 millió évben szabályos ütemben alakultak ki.Az ottani kitörések óraműhöz közeli időzítése – 2 millió évvel ezelőtt, 1,3 millió évvel ezelőtt és 600 000 évvel ezelőtt – olyan mintát sejtet, amely katasztrofális méretű kitörést vetíthet előre – mondta Bindeman és Valley.
Yellowstone és a hőforrásokkal és gejzírekkel tarkított látványos táj alatt egy forró pont, a Föld köpenyéből feltörő olvadt kőzet. Ahogy a forró, folyékony kőzet csóva felemelkedik a Földben, megolvasztja a földkérget, és nagy magmakamrákat hoz létre.
"Ezek a magmák általában nagyon katasztrofális módon törnek ki" - mondta Bindeman. "Összehasonlításképpen, a Mount St. Helens kitörése körülbelül két köbkilométer hamut juttatott a légkörbe. Az ilyen katasztrofális típusú kitörések köbkilométer hamut juttatnak az ég felé."
A Yellowstone mélyén lévő forró pont úgy működik, mint egy égő, mondta Bindeman. "Állandó hőforrás, amely a felső kéregre hat, és magmakamrákat képez, amelyek több tízezer köbkilométernyi olvadt kőzetet tartalmaznak."
Az egyik hatalmas lemez, amely segít a Föld kérgének felépítésében, az észak-amerikai lemez, lassan áthalad a forró ponton – mondta Bindeman. "A lemez áthaladt a hőforráson, így úgy tűnik, mintha a vulkánok áthaladnának a kontinensen. Ráadásul egyre több robbanásveszélyes kitörés van, amelyeknek úgy tűnik, hogy van bizonyos gyakorisága."
Bindeman és Valley a 2 millió éves Yellowstone-i kitörés teljes szakaszát felölelő kőzeteket tanulmányozta, különös tekintettel azokra a lávákra, amelyek akkor törtek ki, amikor az egyik hatalmas vulkán utoljára kipattant, létrehozva a geológusok által a Yellowstone-kalderát. Következtetésük az, hogy a vulkáni ciklus hanyatlóban van, de még mindig van egy nagyon reális lehetőség egy hatalmas méretű kitörésre valamikor a közeli geológiai jövőben.
Egy ilyen kitörés megzavarná a globális klímát azáltal, hogy több millió tonna hamut juttatna a légkörbe. A hamu egy része évekig a légkörben marad, visszaveri a napfényt az űrbe, és lehűti a bolygót, jelentősen befolyásolva az életet.Ezenkívül egy több mint méter vastag hamutakaró rakódna le a közeli régiókban, és gyakorlatilag elfojtja az ottani életet.
A legutóbbi kaldera 600 000 éves, és több mint 2 000 négyzetkilométernyi területet ölel fel. Kitörése során 1000 köbkilométernyi vulkanikus kőzetet robbantott a légkörbe, és hamuként ülepedt az Egyesült Államok több mint felén.
Az utolsó nagy kitörés után a Yellowstone-i vulkanizmus csendesebb módon folytatódott egy másik, sokkal kisebb kitöréssel, amely 70 000 évvel ezelőtt történt.
A mai Yellowstone-i látványos gejzírek és melegforrások a vulkáni rendszer leglátványosabb részei. Felmelegített havat és esővizet tartalmaznak, amelyek geokémiai rekordot hagynak maguk után, amely betekintést nyújt a régió geológiai tevékenységébe. A 600 000 évvel ezelőtti Yellowstone-i utolsó katasztrofális kitörés előtt még látványosabb geotermikus táj létezett ott, mondta Bindeman.
"Yellowstone különlegessége, hogy a nagy kalderák összeomlása után kitört vulkáni kőzetek akár 50 százalékban oxigént tartalmaznak, amely végül az esővizekből származik" - mondta Bindeman. "A cirkon és a kvarc azt mutatja, hogy a felszín közelében lévő kőzeteket a felmelegedett hó és esővíz megváltoztatta. Ezeket a kőzeteket aztán újraolvasztották, hogy magmákká váljanak."
Ez a forgatókönyv megváltoztatja a Yellowstone-i és más kalderák magmatizmusának nézetét, mint a Föld mélyéről érkező új magmát. Éppen ellenkezőleg, Bindeman és Valley a korábban kitört felszíni kőzetek teljes újraolvasztását és újrahasznosítását javasolja.
Eredményeiket egy sor tanulmányban publikálták, az elsőt a Geology folyóirat 2000. augusztusi kiadásában. Egy másik tanulmány ebben a hónapban (júliusban) jelenik meg a Earth and Planetary Science Letters-ben, egy másik pedig jövő hónapban (augusztusban) a Journal of Petrology folyóiratban.
