De lang sluimerende supervulkaan Yellowstone in het Amerikaanse Westen heeft een andere geschiedenis dan eerder werd gedacht, volgens een nieuwe studie door een geowetenschapper van Virginia Tech.

Wetenschappers hebben lang gedacht dat Yellowstone Caldera, onderdeel van de Rocky Mountains en ligt voornamelijk in Wyoming, wordt aangedreven door warmte uit de kern van de aarde, vergelijkbaar met de meeste vulkanen, zoals de recent actieve Kilauea-vulkaan op Hawaï. Echter, nieuw onderzoek gepubliceerd in Natuur Geowetenschappen door Ying Zhou, een universitair hoofddocent bij de afdeling Geowetenschappen van het Virginia Tech College of Science, laat een ander verleden zien.

"Bij dit onderzoek er was geen bewijs van warmte die rechtstreeks uit de kern van de aarde kwam om de oppervlaktevulkaan bij Yellowstone van stroom te voorzien, "Zei Zhou. "In plaats daarvan, de ondergrondse afbeeldingen die we hebben gemaakt, suggereren dat Yellowstone-vulkanen werden geproduceerd door een gigantische oude oceanische plaat die ongeveer 30 miljoen jaar geleden onder het westen van de Verenigde Staten dook. Deze oude oceanische plaat brak in stukken, resulterend in verstoringen van ongebruikelijke rotsen in de mantel die hebben geleid tot vulkaanuitbarstingen in de afgelopen 16 miljoen jaar."

De uitbarstingen waren zeer explosief, voegde Zhou toe. Een theoretisch seismoloog, Zhou maakte röntgenfoto's van het diepe binnenste van de aarde vanuit USArray - onderdeel van het Earthscope-project gefinancierd door de National Science Foundation - en ontdekte een afwijkende ondergrondse structuur op een diepte van ongeveer 250 tot 400 mijl direct onder de lijn van vulkanen.

"Dit bewijs was in directe tegenspraak met het pluimmodel, ' zei Zhou.

In haar studeerkamer Zhou ontdekte dat de nieuwe afbeeldingen van het diepe binnenste van de aarde aantoonden dat de oceanische Farallon-plaat, die vroeger was waar de Stille Oceaan nu is, klemde zich onder het huidige westen van de Verenigde Staten. De oude oceanische plaat werd in stukken gebroken, net als de zeebodem in de Stille Oceaan vandaag. Een deel van de ondergedompelde oceanische plaat begon af te scheuren en zakte naar de diepe aarde.

Het zinkende deel van de oceanische plaat duwde langzaam hete materialen omhoog om de vulkanen te vormen die nu Yellowstone vormen. Verder, de reeks vulkanen waaruit Yellowstone bestaat, is langzaam in beweging, pijnlijk zo, sindsdien. "Het proces begon ongeveer 16 miljoen jaar geleden aan de grens tussen Oregon en Idaho en verspreidde zich naar het noordwesten, vormen een lijn van vulkanen die steeds jonger worden naarmate ze zich naar het noordwesten uitstrekken tot het huidige Wyoming, " voegde Zhou toe.

Het eerder gehouden pluimmodel werd gebruikt om het unieke Yellowstone-hotspotspoor te verklaren - de lijn van vulkanen in Oregon, Idaho, en Wyoming dat in een deel van het Midwesten ligt. "Als de Noord-Amerikaanse plaat langzaam bewoog over een op een positie gefixeerde pluim in Yellowstone, het zal oudere vulkanen verdringen naar de grens tussen Oregon en Idaho en een rij vulkanen vormen, maar zo'n diepe pluim is niet gevonden." zei Zhou. Dus, wat veroorzaakte het spoor? Zhou is van plan om erachter te komen.

"Het is daar altijd een probleem geweest, en wetenschappers hebben geprobeerd verschillende manieren te bedenken om de oorzaak van Yellowstone-vulkanen te verklaren, maar het is niet gelukt, " ze zei, eraan toevoegend dat hotspot-tracks populairder zijn in oceanen, zoals de Hawaï-eilanden. De frequente geiseruitbarstingen bij Yellowstone zijn natuurlijk geen vulkaanuitbarstingen met magna, maar door oververhit water. De laatste superuitbarsting van Yellowstone was rond 630, 000 jaar geleden, volgens experts. Zhou heeft geen voorspellingen over wanneer en of Yellowstone opnieuw zou kunnen uitbarsten.

Het gebruik van de röntgenachtige beelden voor dit onderzoek is op zich uniek. Net zoals mensen objecten in een kamer kunnen zien als er een licht aan is, Zhou zei dat seismometers structuren diep in de aarde kunnen zien wanneer zich een aardbeving voordoet. De trillingen verspreiden zich en creëren golven wanneer ze rotsen raken. De golven worden gedetecteerd door seismometers en gebruikt in wat bekend staat als diffractietomografie.

"Dit is de eerste keer dat de nieuwe beeldvormingstheorie is toegepast op dit soort seismische gegevens, waardoor we afwijkende structuren in de aardmantel konden zien die anders niet met traditionele methoden zouden kunnen worden opgelost, ' zei Zhou.

Zhou zal haar studie van Yellowstone voortzetten. "De volgende stap zal zijn om de resolutie van de röntgenachtige beelden van de ondergrondse rots te verhogen, " voegde ze eraan toe.

"Meer gedetailleerde afbeeldingen van de ongewone rotsen in de diepe aarde zullen ons in staat stellen om computersimulaties te gebruiken om de fragmentatie van de gigantische oceanische plaat na te bootsen en verschillende scenario's te testen van hoe steensmeltende en magma-toevoersystemen werken voor de Yellowstone-vulkanen."