De senaste historierna i de nationella medierna förstärker rädslan för ett katastrofalt utbrott i vulkanområdet Yellowstone, men forskare är fortfarande osäkra på sannolikheten för en sådan händelse. För att bättre förstå regionens geologi under ytan, University of Illinois geologer har spolat tillbaka och spelat upp en del av sin geologiska historia, att finna att Yellowstone -vulkanismen är mer mycket mer komplex och dynamisk än man tidigare trott.

"Värmen som behövs för att driva vulkanism förekommer vanligtvis i områden där tektoniska plattor möts och en skiva med skorpa glider, eller subdukter, under en annan. Dock, Yellowstone och andra vulkaniska områden i inlandet västra USA är långt borta från de aktiva plattgränserna längs västkusten, "sa geologiprofessorn Lijun Liu som ledde den nya forskningen." I dessa inre fall, en djupt placerad värmekälla som kallas en mantelplume misstänks ha drivit skorpsmältning och ytvulkanism. "

I den nya studien, rapporteras i tidningen Naturgeovetenskap , Liu och doktorander Quan Zhou och Jiashun Hu använde en teknik som kallas seismisk tomografi för att kika djupt in i underjorden av västra USA och sammanföra den geologiska historien bakom vulkanismen. Med hjälp av superdatorer, laget körde olika tektoniska scenarier för att observera en rad möjliga geologiska historier för västra USA under de senaste 20 miljoner åren. Ansträngningen gav lite stöd för den traditionella mantelflyghypotesen.

"Vårt mål är att utveckla en modell som matchar det vi ser både under marken och på ytan idag, "Zhou sa." Vi kallar det en hybridgeodynamisk modell eftersom de flesta av de tidigare modellerna antingen börjar med ett initialt tillstånd och går framåt, eller börja med de nuvarande förhållandena och gå bakåt. Vår modell gör båda, vilket ger oss mer kontroll över de relevanta mantelprocesserna. "

En av de många variablerna som teamet skrev in i sin modell var värme. Hett underjordiskt material - som i en mantelflygplan - ska stiga vertikalt mot ytan, men det var inte vad forskarna såg i sina modeller.

"Det verkar som att mantelflyggen under västra USA sjunker djupare ner i jorden genom tiden, vilket verkar kontraintuitivt, "Liu sa." Detta tyder på att något närmare ytan - en oceanisk platta som härstammar från den västra tektoniska gränsen - stör plommens uppkomst. "

Mantelplumphypotesen har varit kontroversiell i många år och de nya fynden bidrar till bevisen för ett reviderat tektoniskt scenario, sa forskarna.

"Ett robust resultat från dessa modeller är att värmekällan bakom den omfattande inre vulkanismen faktiskt härstammar från den grunda oceaniska manteln väster om Stillahavets nordvästra kust, "Liu sa." Detta utmanar direkt den traditionella uppfattningen att det mesta av värmen kom från plummen nedanför Yellowstone. "

"Så småningom, vi hoppas kunna överväga de kemiska data från de vulkaniska bergarterna i vår modell, "Zhou sa." Det kommer att hjälpa oss att ytterligare begränsa källan till magma eftersom stenar från djupa mantelflyger och tektoniska plattor nära ytan kan ha olika kemier. "

När det gäller sannolikheten för att en våldsam bortgång av Yellowstone inträffar när som helst snart, forskarna säger att det fortfarande är för tidigt att veta.

"Självklart, vår modell kan inte förutsäga specifika framtida superutbrott. Dock, ser tillbaka genom 20 miljoner år av historia, vi ser inget som gör den nuvarande Yellowstone -regionen särskilt speciell - åtminstone inte tillräckligt för att få oss att misstänka att det kan göra något annorlunda än det förflutna när många katastrofala utbrott har inträffat, "Liu sa." Ännu viktigare, detta arbete kommer att ge oss en bättre förståelse för några av de mystiska processerna djupt inne i jorden, vilket hjälper oss att bättre förstå konsekvenserna av platttektonik, inklusive mekanismen för jordbävningar och vulkaner. "