Den länge vilande Yellowstone supervulkanen i amerikanska västern har en annan historia än man tidigare trott, enligt en ny studie av en Virginia Tech geovetare.

Forskare har länge trott att Yellowstone Caldera, en del av Klippiga bergen och ligger mestadels i Wyoming, drivs av värme från jordens kärna, liknar de flesta vulkaner som den nyligen aktiva vulkanen Kilauea på Hawaii. Dock, ny forskning publicerad i Naturgeovetenskap av Ying Zhou, en docent vid Virginia Tech College of Sciences institution för geovetenskap, visar ett annat förflutet.

"I denna forskning, det fanns inga bevis på att värme kom direkt upp från jordens kärna för att driva ytvulkanen vid Yellowstone, " sa Zhou. "Istället, de underjordiska bilderna vi tog tyder på att Yellowstone-vulkaner producerades av en gigantisk gammal oceanisk platta som dök under västra USA för cirka 30 miljoner år sedan. Denna uråldriga oceaniska platta bröts i bitar, resulterade i störningar av ovanliga stenar i manteln som ledde till vulkanutbrott under de senaste 16 miljoner åren."

Utbrotten var mycket explosiva, Zhou tillade. En teoretisk seismolog, Zhou skapade röntgenliknande bilder av jordens djupa inre från USArray - en del av Earthscope-projektet finansierat av National Science Foundation - och upptäckte en onormal underjordisk struktur på ett djup av cirka 250 till 400 miles precis under raden av vulkaner.

"Dessa bevis stod i direkt motsägelse till plymmodellen, " sa Zhou.

I hennes arbetsrum, Zhou fann att de nya bilderna av jordens djupa inre visade att den oceaniska Farallon-plattan, som brukade vara där Stilla havet är nu, kilade in sig under dagens västra USA. Den uråldriga oceaniska plattan bröts i bitar precis som havsbotten i Stilla havet idag. En del av den subducerade oceaniska plattan började slitas av och sjunka ner till den djupa jorden.

Den sjunkande delen av den oceaniska plattan pressade långsamt heta material uppåt för att bilda vulkanerna som nu utgör Yellowstone. Ytterligare, serien av vulkaner som utgör Yellowstone har sakta rört sig, så ont, alltsedan. "Processen startade vid gränsen mellan Oregon och Idaho för cirka 16 miljoner år sedan och fortplantade sig nordväst, bildar en rad vulkaner som blir allt yngre när de sträckte sig nordväst till dagens Wyoming, " tillade Zhou.

Den tidigare hållna plymmodellen användes för att förklara den unika Yellowstone hotspot-banan - raden av vulkaner i Oregon, Idaho, och Wyoming som prickar en del av Mellanvästern. "Om den nordamerikanska plattan rörde sig långsamt över en positionsfixerad plym vid Yellowstone, det kommer att förskjuta äldre vulkaner mot gränsen mellan Oregon och Idaho och bilda en rad vulkaner, men en så djup plym har inte hittats." sa Zhou. Så, vad orsakade spåret? Zhou tänker ta reda på det.

"Det har alltid varit ett problem där, och forskare har försökt komma på olika sätt att förklara orsaken till Yellowstone-vulkaner, men det har varit misslyckat, " Hon sa, tillägger att hotspot-spår är mer populära i haven, som Hawaiiöarna. De frekventa gejserutbrotten vid Yellowstone är naturligtvis inte vulkanutbrott med magna, men på grund av överhettat vatten. Det senaste superutbrottet i Yellowstone var omkring 630, 000 år sedan, enligt experter. Zhou har inga förutsägelser om när eller om Yellowstone kan få ett utbrott igen.

Användningen av de röntgenliknande bilderna för denna studie är unik i sig. Precis som människor kan se föremål i ett rum när ett ljus tänds, Zhou sa att seismometrar kan se strukturer djupt inne i jorden när en jordbävning inträffar. Vibrationerna sprider sig och skapar vågor när de träffar stenar. Vågorna detekteras av seismometrar och används i det som kallas diffraktionstomografi.

"Detta är första gången den nya avbildningsteorin har tillämpats på denna typ av seismisk data, som gjorde det möjligt för oss att se anomala strukturer i jordens mantel som annars inte skulle kunna lösas med traditionella metoder, " sa Zhou.

Zhou kommer att fortsätta sina studier av Yellowstone. "Nästa steg blir att öka upplösningen på de röntgenliknande bilderna av den underjordiska stenen, " tillade hon.

"Mer detaljerade bilder av de ovanliga stenarna i den djupa jorden kommer att tillåta oss att använda datorsimulering för att återskapa fragmenteringen av den gigantiska oceaniska plattan och testa olika scenarier av hur bergsmältning och magmamatningssystem fungerar för Yellowstone-vulkanerna."