Исследователи Техасского университета подтвердили существование под Йеллоустонской кальдерой мантийного плюма — горячего потока расплавленной породы, двигающейся от ядра к коре Земли. Это аномальное течение существует отдельно от конвективных течений и считается источником питания для супервулкана, однако некоторые ученые полагают, что геологические процессы в национальном парке объясняются другими механизмами.
Статья ученых опубликована в журнале Nature Geoscience.
Плюмы традиционно связываются с вулканической активностью. Они представляют собой грибообразные столбы с гладкой «шляпкой» и длинным «хвостом», спускающимся к границе мантии и ядра. Они считаются причиной появления горячих точек, которые находятся во внутренних районах литосферных плит. Однако их существование признается не всеми учеными. В то же время именно мантийный плюм является гипотетическим механизмом образования Йеллоустонского супервулкана.
Геологи проанализировали данные сейсморазведки, основанной на регистрации SKS-волн, проходящих через мантию в виде поперечной волны и внешний слой ядра в виде продольной волны (P-волны), а также SKKS-волн, отражающихся от внутренней стороны внешней оболочки ядра. Они вертикально ориентированы, в результате чего значительная часть их пути проходит через плюм.
Геологи обнаружили, что под супервулканом находится длинная и тонкая зона, температура которой выше, чем у окружающей мантии. Она наклонена к северо-востоку, а ее диаметр достигает 350 километров. Аномалия начинается на границе мантии и ядра под Калифорнией, и эта картина соответствует мантийному плюму.
Эти потоки невидимы для обычных методов сейсморазведки, основанных на регистрации времени прохождения вторичных сейсмических волн (S-волн), которые сдвигают породу перпендикулярно направлению своего движения. Плюмы слабо влияют на скорость S-волн, поскольку последние из-за своей природы проходят почти поперек вертикального потока. Кроме того, горячие точки располагаются в бассейнах океанов, где располагается мало сейсмических станций.
Что касается Йеллоустона, то некоторые геологические особенности его недр не соответствуют традиционному описанию мантийного плюма. Ряд исследователей полагает, что процессы, происходящие под супервулканами, связаны с субдукцией — погружением одной части земной коры под другую.
