Usando modelado de supercomputadora, Los científicos de la Universidad de Oregon han revelado una nueva explicación de la geología subyacente a las imágenes sísmicas recientes de cuerpos de magma debajo del Parque Nacional Yellowstone.

Yellowstone, un supervolcán famoso por erupciones explosivas, grandes calderas y extensos flujos de lava, durante años ha atraído la atención de 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 630, 000 años atrás; el último gran volumen de lava emergió 70, Hace 000 años.

La corteza debajo del parque se calienta y suaviza mediante infusiones continuas de magma que se elevan a partir de una anomalía llamada pluma del manto. similar a la fuente del magma en el volcán Kilauea de Hawai. Las enormes cantidades de agua que alimentan los espectaculares géiseres y fuentes termales de Yellowstone enfrían la corteza y evitan que se caliente demasiado.

Con modelado por computadora, un equipo dirigido por el estudiante de doctorado de la UO Dylan P. Colón ha arrojado luz sobre lo que sucede a continuación. A profundidades de 5 a 10 kilómetros (3 a 6 millas), las fuerzas opuestas se contrarrestan entre sí, formando una zona de transición donde las rocas frías y rígidas de la corteza superior dan paso a las calientes, roca dúctil e incluso parcialmente fundida debajo, el equipo informa en un documento en Cartas de investigación geofísica .

Esta transición atrapa los magmas ascendentes y hace que se acumulen y solidifiquen en un gran cuerpo horizontal llamado umbral, que puede tener hasta 15 kilómetros (9 millas) de espesor, según el modelo informático del equipo.

"Los resultados del modelado coinciden con las observaciones realizadas mediante el envío de 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 da más información sobre 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 yacen cuerpos de magma separados. El superior contiene el magma riolítico pegajoso y rico en gas que ocasionalmente estalla en explosiones que eclipsan la erupción de 1980 del Monte St. Helens en el estado de Washington.

Es posible que existan estructuras similares bajo supervolcanes en todo el mundo, Dijo Colón. La geometría del umbral también puede explicar las diferentes firmas químicas en materiales eruptivos, él dijo.

El proyecto de Colón para modelar lo que se encuentra debajo del primer parque nacional del país, que fue esculpida hace 2 millones de años por la actividad volcánica, comenzó poco después de que un artículo de 2014 publicado en Geophysical Research Letters por un equipo dirigido por la Universidad de Utah revelara evidencia de ondas sísmicas de un gran cuerpo de magma en la corteza superior.

Los científicos habían sospechado, sin embargo, que enormes cantidades de dióxido de carbono y helio que escapan del suelo indicaron que más magma se encuentra más abajo. Ese misterio se resolvió en mayo de 2015, cuando un segundo estudio dirigido por la Universidad de Utah, publicado en la revista Science, identificado por medio de ondas sísmicas por segundo, cuerpo de magma más grande a profundidades de 20 a 45 kilómetros (12-27 millas).

Sin embargo, Colón dijo, los estudios de imágenes sísmicas no pudieron identificar la composición, estado y 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 indicaban una gran capa de magma enfriado con un alto punto de fusión que se forma en el umbral de la corteza media. separar dos cuerpos de magma con magma en un punto de fusión más bajo, gran parte de la cual se deriva del derretimiento de la corteza.

"Creemos que esta estructura es la que causa el vulcanismo de riolita-basalto en todo el hotspot de Yellowstone, incluyendo erupciones supervolcánicas, "Bindeman dijo." Este es el vivero, un partido geológico y petrológico con productos eruptivos. Nuestro modelo ayuda a identificar la estructura geológica de dónde se encuentra el material riolítico ".

La nueva investigación, por ahora, no ayuda a predecir el momento de futuras erupciones. En lugar de, proporciona una apariencia nunca antes vista que ayuda a explicar la estructura del sistema de tuberías magmático que alimenta estas erupciones, Dijo Colón. Muestra dónde se origina y se acumula el magma erupcionable, 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 materiales eruptivos, ", Dijo Colón." También podemos usarlo para explorar qué tan caliente está la pluma del manto comparando modelos de diferentes plumas con la situación real en Yellowstone que entendemos por el registro geológico ".

Colón ahora está explorando qué influye en la composición química de los magmas que hacen erupción en volcanes como Yellowstone.

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 por encima como por debajo de él, los científicos escribieron, debería impulsar la comprensión científica de cómo las plumas del manto influyen en la evolución y estructura de la corteza continental.