Under jordens långa historia, vulkaniska superutbrott har varit några av de mest extrema händelserna som någonsin påverkat vår planets robusta yta. Förvånande, även om dessa explosioner skjuter ut enorma volymer material – åtminstone 1, 000 gånger mer än 1980 års utbrott av Mount St. Helens - och har potential att förändra planetens klimat, relativt få har dokumenterats i det geologiska dokumentet.

Nu, i en studie publicerad i Geologi , forskare har meddelat upptäckten av två nyligen identifierade superutbrott i samband med Yellowstones hotspot-spår, inklusive vad de tror var den vulkaniska provinsens största och mest katastrofala händelse. Resultaten indikerar hotspot, som idag driver de berömda gejsrarna, lerkrukor, och fumaroler i Yellowstone National Park, kan minska i intensitet.

Teamet använde en kombination av tekniker, inklusive bulkemi, magnetiska data, och radioisotopdatum, att korrelera vulkaniska fyndigheter spridda över tiotusentals kvadratkilometer. "Vi upptäckte att fyndigheter som tidigare troddes tillhöra flera, mindre utbrott var faktiskt kolossala ark av vulkaniskt material från två tidigare okända superutbrott för cirka 9,0 och 8,7 miljoner år sedan, säger Thomas Knott, en vulkanolog vid University of Leicester och tidningens huvudförfattare.

"Den yngre av de två, superutbrottet Grey's Landing, är nu den största inspelade händelsen i hela vulkanprovinsen Snake-River-Yellowstone, "säger Knott. Baserat på de senaste kollationerna av superutbrottstorlekar, han lägger till, "Det är ett av de fem bästa utbrotten genom tiderna."

Laget, som också inkluderar forskare från British Geological Survey och University of California, Santa Cruz, uppskattar att superutbrottet i Grey's Landing var 30 % större än den tidigare rekordinnehavaren (den välkända Huckleberry Ridge Tuff) och hade förödande lokala och globala effekter. "The Grey's Landing-utbrottet emaljerade ett område lika stort som New Jersey i brännhett vulkaniskt glas som omedelbart steriliserade landytan, "säger Knott. Allt som ligger inom denna region, han säger, skulle ha begravts och sannolikt förångats under utbrottet. "Partiklar skulle ha kvävt stratosfären, " tillägger Knott, "regnar fin aska över hela USA och omfattar gradvis världen."

Båda de nyupptäckta superutbrotten inträffade under miocen, det geologiska tidsintervallet för 23-5,3 miljoner år sedan. "Dessa två nya utbrott ger det totala antalet registrerade superutbrott i Miocene vid vulkanprovinsen Yellowstone-Snake River till sex, "säger Knott. Det betyder att återfallshastigheten för Yellowstone hotspot-superutbrott under mycen var, i genomsnitt, en gång var 500, 000 år.

Som jämförelse, Knott säger, två superutbrott har – hittills – ägt rum i vad som nu är Yellowstone National Park under de senaste tre miljoner åren. "Det verkar därför som att Yellowstone hotspot har upplevt en trefaldig minskning av dess förmåga att producera superutbrott, " säger Knott. "Detta är en mycket betydande nedgång."

Dessa fynd, säger Knott, har liten betydelse för att bedöma risken för ytterligare ett superutbrott som inträffar idag i Yellowstone. "Vi har visat att återfallshastigheten för Yellowstone superutbrott verkar vara en gång var 1,5 miljoner år, "säger han." Det sista superutbrottet där var 630, 000 år sedan, föreslår att vi kan ha upp till 900, 000 år innan ett nytt utbrott av denna skala inträffar." Men denna uppskattning, Knott skyndar sig att tillägga, är långt ifrån exakt, och han betonar att kontinuerlig övervakning i regionen, som genomförs av U.S. Geological Survey, "är ett måste" och att varningar om eventuell ökning i aktiviteten skulle utfärdas i god tid.

Den här studien, som bygger på årtionden av bidrag från många andra forskare, växte fram ur ett större projekt som undersökte produktiviteten i stora kontinentala vulkanprovinser. De med superutbrott är resultatet av kolossala grader av skorpsmältning under lång tid, säger Knott, och har därför en djupgående inverkan på strukturen och sammansättningen av jordskorpan i de regioner där de förekommer.

Eftersom att studera dessa provinser är avgörande för att förstå deras roll i att forma vår planets jordskorpprocesser, Knott hoppas att denna forskning förebådar ännu fler avslöjanden. "Vi hoppas att metoderna och fynden som vi presenterar i vårt papper kommer att möjliggöra upptäckt av fler nya superutbrottrekord över hela världen, " han säger.