Ще изригне ли супервулканът Йелоустоун през живота ви?

Гейзер Клепсидра в Националния парк Йелоустоун

Гейзер Клепсидра в Националния парк Йелоустоун


Както при много неща в природата, това помага да се разбере миналото, когато се опитвате да предскажете бъдещето.

Иля Биндеман, доцент по геоложки науки в Университета на Орегон, вярва, че това е вярно за супервулкана Йелоустоун и вероятността той да предизвика апокалиптично изригване, както е имало три пъти през последните 2 милиона години.


„Йелоустоун е един от най -големите супервулкани в света“, казва той. „Понякога изригва тихо с потока от лава, но веднъж или два пъти на всеки милион години изригва много силно, образувайки големи калдери“, които са много големи кратери с диаметър десетки километри.

Ако това се случи отново и той казва, че повечето учени смятат, че ще се случи, той прогнозира, че такова изригване ще заличи околностите в радиус от стотици километри и ще покрие останалата част от САЩ и Канада с няколко сантиметра пепел. Това на практика би спряло земеделието и би причинило глобално охлаждане на климата за десетилетие или повече, казва той. Вулканично събитие с такъв мащаб „не се е случвало в съвременната цивилизация“, казва той.

Ученият, финансиран от Националната научна фондация (NSF), не смята, че това ще се случи скоро-поне не за още 1 до 2 милиона години.

„Нашето изследване на модела на такъв вулканизъм в два по -стари,„ пълни “калдерни клъстера след Йелоустоун позволява прогноза, че Йелоустоун е в умиращ цикъл, а не в цикъл на нарастване“, казва той.




С това той има предвид непрекъснат цикъл, който се случва в т. Нар. „Гореща точка на Йелоустоун“, възходящо излъчване на гореща мантия под земната повърхност, когато магматичните камери, които са големи подземни басейни с течни скали, използват повторно скали, изхвърля лава, разтопява се отново и предизвиква големи изригвания много хиляди години по -късно.

Това е сложен процес, който включва и позицията на северноамериканската плоча, която се движи със скорост от два до четири сантиметра годишно, и връзката й с горещата точка, както и продължаващото взаимодействие на земната кора с базалта , обикновена вулканична скала, получена от мантията.

„Йелоустоун е като конвейерна лента от калдера“, казва той. 'Изследвайки моделите на поведение в два по -рано завършени цикъла на калдера, можем да предположим, че текущата активност на Йелоустоун е в умиращия цикъл.'

Калдера първо се образува поради взаимодействието на горещата точка със северноамериканската плоча, образувайки нова магма след около два милиона години закъснение.


„Отнема много време за изграждането на магма в кората“, казва той. „Открихме последователен модел: последващият вулканизъм е комбинация от ново производство на магма и рециклиране на вече изригнал материал, който включва лава и туф“, скала, съставена от консолидирана вулканична пепел.

Сравнявайки Йелоустоун с предишните завършени цикли на калдера, „можем да открием, че горещата точка на Йелоустоун използва повторно вече изригналия и заровен материал, вместо да произвежда само нова магма“, казва той. „Или кората под Йелоустоун се превръща в трудно стопяем базалт, или защото движението на северноамериканската плоча е променило системата за слива на магма от Йелоустоун, или и двете причини.“

Горещата точка на Йелоустоун е произвела множество клъстери от вложени вулканични кратери, известни като калдери, през последните 16 милиона години. „Калдерните цикли продължават може би няколко милиона години и след това се прави“, добавя той. 'Настоящата магматична активност в Йелоустоун е в средата на цикъла или в края, тъй като вече са се случили три изригвания, образуващи калдера.'

Трите най -скорошни изригвания, настъпили преди 2 милиона, 1,3 милиона и 640 000 години, доведоха до поредица от вложени гнезда, образуващи това, което познаваме като Национален парк Йелоустоун и неговите непосредствени околности.


В крайна сметка цикълът приключва по неизвестни причини.

„Извършвайки микроаналитично изотопно изследване на малки минерали в скалите, ние се опитваме да разберем кога е направено“, казва той. „Ние знаем поведението на миналото и знаем на какъв сравнителен етап Йелоустоун е в момента. Смятаме, че Йелоустоун в момента е на трети цикъл и това е умиращ цикъл. Наблюдавали сме много материали, представляващи рециклирани вулканични скали, които някога са били погребани вътре в калдерите и сега се рециклират. Йелоустоун вече е изригнал достатъчно от този материал, за да се предположи, че бъдещият потенциал на топене на кората се изчерпва. '

За да бъде сигурен обаче, той също така посочва, че „всичко е възможно в геологията и не е много точно“.

Биндеман провежда своите изследвания в рамките на наградата за ранно кариерно развитие на факултета на NSF, която той получи през 2009 г. Наградата подкрепя младши преподаватели, които илюстрират ролята на учители-учени чрез изключителни изследвания, отлично образование и интегриране на образованието и научните изследвания. в контекста на мисията на тяхната организация. NSF финансира работата му с 533 606 долара за пет години.

Като част от образователния компонент на безвъзмездната финансова помощ, Bindeman обучава аспиранти и студенти, използващи лабораторно обучение, летни изследователски програми за студенти и студенти в общността и чрез нови курсове.

Той също така е развил обмен и сътрудничество между студенти и студенти и учени в САЩ, Швейцария, Русия, Франция и Исландия.

„Международният обмен ще включва съвместни лабораторни посещения, съвместна работа на терен, екскурзии за чуждестранни студенти и наемане на чуждестранни студенти и докторанти“, казва той. Наскоро той ръководи двуседмично полево училище в Йелоустоун за студенти и преподаватели, посещаващи Швейцария.

Изследванията на Биндеман включват използване на радиоактивно датиране за определяне на възрастта на вулканични материали, като туф и лава, „с цел да се разбере историята му“, казва той. 'Познаването на възрастта е важно като контекст за разбирането на всичко останало.'

Те анализират съотношенията на изотопи на кислород в кварц и циркон и водо- и топлоустойчиви минерали от вулканични скали. Въпреки повторното разтопяване, кристалите на циркона са запазили своите изотопни подписи, което позволява на учените да датират своите ядра и джанти и да погледнат в историята на магмата.

„Открихме модели, показващи, че материалът е рециклиран, тъй като по-старите вулканични скали, образуващи покривите на магмените камери, се срутиха и се разтопиха по време на изригвания, само за да бъдат повторно изхвърлени при следващото вулканично избухване“, казва той.

По -конкретно той и неговият екип изучават двата най -наскоро завършени цикъла, тоест цикъла, предизвикал изригването от преди 2 милиона години, известно като Хайзе, и този, който последва, предизвиквайки изригването преди 1,3 милиона години, известно като Пикабо .

Резултатите от тези изследвания им позволиха да определят настоящото състояние на супервулкана и да предскажат, че ново катастрофално изригване, образуващо калдера, вероятно ще се случи само след 1 до 2 милиона години, вероятно в Монтана.

Изригване на мощност не е имало в света от поне 74 000 години. „Последният беше в Тоба, Индонезия“, казва той.

Биндеман също изследва потенциалните последици от следващото масивно изригване върху атмосферата. „Серен диоксид газ ще се отделя в големи количества, което ще доведе до глобално охлаждане и разрушаване на озона, но никой все още не знае колко студено ще стане и какви ще бъдат последиците от временно разрушаване на озоновия слой“, казва той.

За да предаде силата на последното изригване в Йелоустоун, а вероятно и на следващото, Биндеман цитира два скорошни примера за сравнителни цели: Изригването на планината Сейнт Хелънс през 1980 г. в щата Вашингтон, при което загинаха 57 души и предизвикаха широко унищожение, избълва един кубически километър материал във въздуха, казва той. Изригването на планина Пинатубо през 1991 г. във Филипините, при което загинаха стотици хора и в продължение на няколко години намаляха глобалните температури, освободи десет кубически километра, казва той.

„Последното изригване в Йелоустоун преди 640 000 години беше 1000 километра материал“, казва той.

Чрез Националната научна фондация