Coś dzieje się z magmą pod superwulkanem Yellowstone

Naukowcy nieustannie badają i monitorują aktywność wulkaniczną pod Parkiem Narodowym Yellowstone w USA. W 2022 r. wykorzystując nowoczesne technologie, w tym superkomputer, odkryto, pod powierzchnią ziemi znajduje się dwa razy więcej magmy, niż dotychczas uważano. Nie ma to związku ze zbliżającą się erupcją, a zwiększeniem możliwości obrazowania. Najnowsze odkrycia opublikowane 1 stycznia 2025 w Nature pokazują, że zbiorniki mamy, które napędzają gwałtowne wybuchy superwulkanu, wydają się przesuwać na północny wschód od kaldery Yellowstone. Nina Bennington z Amerykańskiej Służby Geologicznej (US Geological Survey) i jedna z autorów badań uważa, że to miejsce może być nowym obszarem przyszłej aktywności wulkanicznej.

Na podstawie objętości zmagazynowanego stopu ryolitowego pod północno-wschodnią częścią kaldery Yellowstone i bezpośredniego połączenia regionu ze źródłem ciepła w dolnej części skorupy ziemskiej, sugerujemy, że miejsce przyszłego wulkanizmu ryolitowego przesunęło się w stronę północno-wschodniej części kaldery Yellowstone.

---

Chyba wszyscy znamy ze zdjęć Park Narodowy Yellowstone z jego słynnymi źródłami i gejzerami. Ich istnienie związane jest z obecnością podziemnej komory magmowej. Kaldera wulkaniczna, zwana również superwulkanem Yellowstone, położona nad plamą gorąca (tzw. hot spota) jest pozostałością po gigantycznych erupcjach wulkanicznych, które kilkukrotnie miały tu miejsce: 2,1 mln, 1,3 mln i 640 tys. lat temu.

Wszystkie trzy były tak silne, że osiągnęły najwyższą wartość w 8-stopniowej skali VEI (Indeks Eksplozywności Wulkanicznej). Po ostatniej erupcji opróżniona komora magmowa zapadła się, tworząc zagłębienie zwane kalderą. Szacuje się, że potencjalna erupcja mogłaby zniszczyć większość Stanów Zjednoczonych i doprowadzić do śmierci głodowej 5 miliardów ludzi.

Plama gorąca związana jest z obecnością komory wypełnionej stopionym ryolitem – kwaśną skałą o składzie podobnym do granitu. Według poprzednich badań, pod nią znajdują się głębsze zbiorniki magmy bazaltowej, która ma mniejszą zawartość krzemionki, ale znacznie większą żelaza i magnezu. Oba rodzaje magmy różnią się lepkością, gęstością i przewodnictwem prądu, co pozwoliło naukowcom na przeprowadzenie badań pod Yellowstone metodami magnetotellurycznymi. Pozwalają one mierzyć zmiany powierzchniowe w polach magnetycznych i elektrycznych planety. Wyniki pozwoliły stworzyć model rozmieszczenia znajdujących się pod ziemią zbiorników.

Okazało się, że istnieje przynajmniej siedem obszarów o dużej zawartości magmy na głębokości od 4 do 47 kilometrów. Część z nich zasila się wzajemnie. Uwagę badaczy zwróciły te zlokalizowane na północnym wschodzie. To właśnie tam ogromne zbiorniki magmy bazaltowej utrzymują i stale podgrzewają magmę ryolitową o szacowanej objętości od 388 do 489 km sześc. To znacznie więcej, niż komory na południu, zachodzie i północy, gdzie miały miejsce poprzednie erupcje.

Wspomniane wcześniej gigantyczne erupcje ryolitowe, były przeplatane mniejszymi bazaltowymi. Mimo coraz większej wiedzy, geolodzy jeszcze nie potrafią dokładnie wyjaśnić działania tego typu erupcji. Geolodzy sugerują, że aby magma bazaltowa mogła się wydostać na powierzchnię, wpierw muszą ostygnąć komory wypełnione ryolitem.

Czy dojdzie do ponownej erupcji? Ich prognozowanie nawet przy obecnym poziomie wiedzy jest trudne. Jednak pewne jest to, że analizy będą kontynuowane, aby zdobyć coraz większą wiedzę, która pozwoli na dokładniejsze określenie czasu i sposobu przyszłych erupcji. Na razie wszystko wskazuje na to, że mieszkańcy Stanów Zjednoczonych mogą spać spokojnie.

Literatura: Bennington, N., Schultz, A., Bedrosian, P. et al., The progression of basaltic–rhyolitic melt storage at Yellowstone Caldera. Nature 637, 97–102 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08286-z