Utilizando el modelado de supercomputadora, los científicos de la Universidad de Oregón han presentado una nueva explicación para la geología que subyace a las imágenes sísmicas recientes de los cuerpos de magma debajo del Parque Nacional de Yellowstone.
Yellowstone, un supervolcán famoso por erupciones explosivas, grandes calderas y extensos flujos de lava, ha atraído durante años la atención de los científicos que intentan comprender la ubicación y el tamaño de las cámaras de magma debajo de él. La última erupción de formación de caldera ocurrió hace 630,000 años;El último gran volumen de lava emergió hace 70,000 años.
La corteza debajo del parque se calienta y suaviza por las infusiones continuas de magma que se elevan de una anomalía llamada penacho de manto, similar a la fuente del magma en el volcán Kilauea de Hawai. Enormes cantidades de agua que alimentan los espectaculares géiseres y aguas termales enYellowstone enfría la corteza y evita que se caliente demasiado.
Con el modelado por computadora, un equipo dirigido por el estudiante de doctorado de la UO Dylan P. Colón ha arrojado luz sobre lo que está sucediendo a continuación. A profundidades de 5-10 kilómetros 3-6 millas las fuerzas opuestas se contrarrestan entre sí, formando una zona de transición dondeLas rocas frías y rígidas de la corteza superior dan paso a rocas calientes, dúctiles e incluso parcialmente fundidas debajo, informa el equipo en un artículo en Cartas de investigación geofísica .
Esta transición atrapa magmas ascendentes y hace que se acumulen y solidifiquen en un gran cuerpo horizontal llamado alféizar, que puede tener hasta 15 kilómetros 9 millas de grosor, según el modelo informático del equipo.
"Los resultados del modelado coinciden con las observaciones realizadas al enviar ondas sísmicas a través del área", dijo el coautor Ilya Bindeman, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra de la UO. "Este trabajo parece validar las suposiciones iniciales y nos brinda más informaciónsobre las ubicaciones de magma de Yellowstone ".
Este alféizar de la corteza media se compone principalmente de gabro solidificado, una roca formada a partir de magma enfriado. Arriba y abajo se encuentran cuerpos de magma separados. El superior contiene el magma riolítico pegajoso y rico en gas que ocasionalmente estalla en explosiones que enanan la década de 1980erupción del Monte St. Helens en el estado de Washington.
Colón dijo que existen estructuras similares bajo super volcanes en todo el mundo. La geometría del alféizar también puede explicar diferentes firmas químicas en materiales eruptivos, dijo.
El proyecto de Colón para modelar lo que está debajo del primer parque nacional de la nación, que fue esculpido hace 2 millones de años por la actividad volcánica, comenzó poco después de que un artículo de 2014 en Geophysical Research Letters por un equipo dirigido por la Universidad de Utah revelara evidencia de ondas sísmicas de ungran cuerpo de magma en la corteza superior.
Sin embargo, los científicos sospecharon que grandes cantidades de dióxido de carbono y helio que escapan del suelo indicaron que se encuentra más magma más abajo. Ese misterio se resolvió en mayo de 2015, cuando un segundo estudio dirigido por la Universidad de Utah, publicado en elrevista Science, identificó por medio de ondas sísmicas un segundo cuerpo de magma más grande a profundidades de 20 a 45 kilómetros 12-27 millas.
Sin embargo, dijo Colón, los estudios de imágenes sísmicas no pudieron identificar la composición, el estado y la cantidad de magma en estos cuerpos de magma, o cómo y por qué se formaron allí.
Para comprender las dos estructuras, los investigadores de UO escribieron nuevos códigos para el modelado de supercomputadoras para comprender dónde es probable que se acumule el magma en la corteza. El trabajo se realizó en colaboración con investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología, también conocido como ETH Zurich.
Los investigadores obtuvieron repetidamente resultados que indican que se forma una gran capa de magma enfriado con un alto punto de fusión en el alféizar medio de la corteza, separando dos cuerpos de magma con magma en un punto de fusión más bajo, gran parte del cual se deriva de la fusión de la corteza.
"Creemos que esta estructura es lo que causa el vulcanismo de riolita-basalto en todo el hotspot de Yellowstone, incluidas las erupciones supervolcánicas", dijo Bindeman. "Esta es la guardería, una combinación geológica y petrológica con productos eruptivos. Nuestro modelado ayuda a identificar elestructura geológica de donde se encuentra el material riolítico "
La nueva investigación, por ahora, no ayuda a predecir el momento de futuras erupciones. En cambio, proporciona un aspecto nunca antes visto que ayuda a explicar la estructura del sistema de plomería magmática que alimenta estas erupciones, dijo Colón.muestra dónde se origina y se acumula el magma erupctable, lo que podría ayudar con los esfuerzos de predicción más adelante.
"Esta investigación también ayuda a explicar algunas de las firmas químicas que se ven en los materiales eruptivos", dijo Colón. "También podemos usarla para explorar qué tan caliente es el penacho del manto comparando modelos de diferentes plumas con la situación real enYellowstone que entendemos por el registro geológico "
Colón ahora está explorando qué influye en la composición química de los magmas que entran en erupción en volcanes como Yellowstone.
Los científicos escribieron que estudiar la interacción de los magmas ascendentes con la zona de transición de la corteza, y cómo esto influye en las propiedades de los cuerpos de magma que se forman tanto arriba como debajo, debería impulsar la comprensión científica de cómo las plumas del manto influyen en la evolución y estructura decorteza continental.
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Materiales proporcionados por Universidad de Oregon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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