Το Supervolcano Under Yellowstone είναι ζωντανό και κλωτσάει

Ο άνεμος μετατοπίζεται. Η δυσοσμία των σάπιων αυγών καθιστά σχεδόν αδύνατο να αναπνεύσω και η καυτή ομίχλη θολώνει τη θέα μου. Κρατώ την αναπνοή μου και κλείνω τα μάτια μου, φαντάζομαι την ομίχλη να πυκνώνει, να με συνθλίβει. Στη συνέχεια, χωρίς προειδοποίηση, ο άνεμος καθαρίζει και είμαι τυλιγμένος για άλλη μια φορά στον κρύο, ξηρό αέρα. Η ζέστη μοιάζει σαν ένα χαμένο όνειρο. Τρέμω καθώς αναλύω το περιβάλλον μου.

Μπροστά μου απλώνεται μια αχνιστή μπλε πηγή με ομόκεντρους δακτυλίους πράσινου, κίτρινου και σκούρου κόκκινου. Γυρίζω για να δω μια άλλη πισίνα. Αλλά η ανερχόμενη ομίχλη είναι τόσο πυκνή, που μπορώ μόνο να μαντέψω την ύπαρξη μπλε νερού από κάτω. Μερικές φορές βλέπω φυσαλίδες που βράζουν από κάποια άγνωστη πηγή. Οι πισίνες είναι ένα μικρό δείγμα των 10.000 γεωθερμικών χαρακτηριστικών που διακρίνονται στην καλντέρα του Yellowstone και υποδηλώνουν ένα μυστηριώδες hot spot κάτω από τον φλοιό.

Είναι αυτό το εξωγήινο τοπίο που κάνει εκπληκτικά εύκολο να πιστέψει κανείς ότι το βορειοδυτικό Ουαϊόμινγκ βρίσκεται ακριβώς πάνω από ένα υπερηφαίστειο — ένα μεγαθήριο πολύ πιο ισχυρό από το μέσο ηφαίστειό σας, με την ικανότητα να εκτοξεύει περισσότερα από 240 κυβικά μίλια υλικού.

Αλλά γιατί οι επιστήμονες πιστεύουν ότι υπάρχει ένα υπερηφαίστειο κρυμμένο από κάτω; Όταν έθεσα αυτή την ερώτηση στον Henry Heasler, έναν γεωλόγο πάρκων στο Yellowstone, έδειξε φιλοσοφία. «Η καλή επιστήμη δεν είναι τίποτα άλλο από μια έκθεση προόδου», είπε. "Είναι αυτό που γνωρίζουμε σε μια συγκεκριμένη στιγμή με τα δεδομένα που έχουμε."

Οι επιστήμονες παρείχαν πρόσφατα μια από τις πιο εντυπωσιακές αναφορές προόδου:Κοίταξαν βαθιά κάτω από την επιφάνεια της Γης και δημιούργησαν την πρώτη τρισδιάστατη εικόνα των υδραυλικών εγκαταστάσεων του υπερηφαιστείου. Αν και είχαν ήδη απεικονίσει ένα λοφίο, το οποίο φέρνει λιωμένο βράχο από βαθιά κάτω από τον μανδύα σε μια περιοχή περίπου 60 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια και έναν θάλαμο μάγματος περίπου 10 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια, η νέα εργασία είχε βρει τον κρίκο που λείπει μεταξύ των δύο .

Ένας δεύτερος θάλαμος μάγματος μήκους 11.200 κυβικών μιλίων συνδέει το λοφίο με τον πιο ρηχό θάλαμο μάγματος. Είναι 4,5 φορές μεγαλύτερο από τον ρηχό σύντροφό του και έχει αρκετό καυτό βράχο για να γεμίσει το Γκραν Κάνυον σχεδόν 14 φορές.

Ο Hsin-Hua Huang, ένας σεισμολόγος από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν δεδομένα σεισμών για να απαθανατίσουν αυτήν την εκπληκτική εικόνα. Είναι παρόμοιο με έναν υπέρηχο, είπε ο Heasler. "Έχουμε το δέρμα μιας επιφάνειας - ενός ανθρώπου - αλλά θέλουμε να δούμε τι υπάρχει μέσα." Όταν οι σεισμοί ταξιδεύουν μέσα από πυκνά, καυτά σημεία, επιβραδύνουν. Έτσι, εάν ένα σεισμικό κύμα φτάσει σε έναν αισθητήρα αργότερα από το αναμενόμενο, οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι υπάρχει μια περιοχή χαμηλής ταχύτητας, και ως εκ τούτου πιο πυκνή και θερμότερη, κρυμμένη βαθιά μέσα στη Γη.

«Αν χρησιμοποιούσαμε απλώς ένα μονοπάτι - άρα έναν σεισμό και ένα σεισμόμετρο - δεν θα μπορούσαμε να πούμε σε ποιο σημείο αυτού του μονοπατιού βρισκόταν αυτό το σώμα χαμηλής ταχύτητας. Δεν θα είχαμε ιδέα», είπε ο συν-συγγραφέας Jamie Farrell από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα. Εκεί παίζουν πολλοί σεισμοί και αισθητήρες. Η ομάδα του Huang χρησιμοποίησε 4.849 σεισμούς, που προέρχονται από όλα τα μέρη της γης, συν 80 σεισμογράφους σε όλο το Yellowstone και πέρα, για να δημιουργήσει μια πρόχειρη τρισδιάστατη εικόνα.

Η μελέτη τους ήταν επίσης η πρώτη που συνδύασε τόσο παγκόσμιους όσο και τοπικούς σεισμούς. Οι μακρινοί σεισμοί επιτρέπουν στους επιστήμονες να απεικονίζουν βαθιές κατασκευές (οποιοιδήποτε σεισμοί που προέρχονται από την Ινδία ή την Κίνα θα ταξιδέψουν πρώτα μέσω του πυρήνα της Γης πριν φτάσουν στις ΗΠΑ) και οι τοπικοί σεισμοί επιτρέπουν ρηχές δομές. Ο συνδυασμός των δύο επιτρέπει στην ομάδα να απεικονίσει τον βαθύ θάλαμο μάγματος για πρώτη φορά. Δεδομένου ότι οι φυσικοί σεισμοί, ωστόσο, είναι σχετικά σπάνια γεγονότα —ακόμη και σε μία από τις πιο ενεργές περιοχές στον κόσμο— έπρεπε να συλλέξουν δεδομένα αξίας 30 ετών.

Αλλά η σεισμική τομογραφία δεν είναι ο μόνος τρόπος για να κοιτάξουμε βαθιά υπόγεια. Οι δορυφόροι GPS μπορούν να καθαρίσουν την περιοχή αναζητώντας οποιαδήποτε κίνηση του εδάφους. Οι δορυφόροι βαρύτητας μπορούν να αναζητήσουν τυχόν αλλαγές στην πυκνότητα παρακάτω. και τα επίγεια όργανα μπορούν να δοκιμάσουν τη θερμότητα και τα αέρια που προέρχονται από τα γεωθερμικά χαρακτηριστικά.

Όλες οι μέθοδοι δείχνουν ένα υπερηφαίστειο που είναι πολύ ζωντανό. Από το 1976 έως το 1984, τα δορυφορικά δεδομένα GPS έδειξαν ότι το πάτωμα της καλντέρας διογκωνόταν προς τα πάνω. Το μάγμα έρεε από τον βαθύτερο θάλαμο στη ρηχή δεξαμενή, προκαλώντας το φούσκωμα του άνω εδάφους. Αυτή η εισροή θερμού υλικού, που τυχαίνει να είναι λιγότερο πυκνό, αντικατοπτρίστηκε επίσης στα δεδομένα της βαρύτητας. Σε έναν δορυφόρο που βρίσκεται σε τροχιά ακριβώς πάνω από την εισροή, η Γη θα φαίνεται να τον τραβάει λίγο λιγότερο από το αναμενόμενο. Εν τω μεταξύ, τα επίγεια όργανα μέτρησαν την αυξανόμενη θερμότητα και τα αέρια που ανέβαιναν από τα ενεργά χαρακτηριστικά.

Στη συνέχεια, από το 1985 έως το 1995 η καλντέρα βυθίστηκε πίσω περίπου 5,5 ίντσες. Το μάγμα είτε κινούνταν έξω από το σύστημα πλευρικά είτε η ρηχή δεξαμενή απλά ψύχθηκε και συστέλλονταν, αφήνοντας τα αέρια να διαπεράσουν την επιφάνεια. Μεταγενέστερες μετρήσεις δείχνουν ότι το δάπεδο της καλντέρας συνεχίζει να διογκώνεται και να βυθίζεται. Αλλά οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην κατανοούν την περίπλοκη αλληλεπίδραση μεταξύ των κινούμενων μερών του υπερηφαιστείου.

"Νομίζω ότι το επόμενο βήμα μας - ελπίζω - είναι να μπορέσουμε να δούμε μερικά χαρακτηριστικά μικρότερης κλίμακας για το πώς αυτά τα μεγαλύτερα χαρακτηριστικά συνδέονται μεταξύ τους", είπε ο Farrell. Εάν οι επιστήμονες μπορέσουν να προσδιορίσουν πώς αλληλεπιδρούν οι μεγάλοι θάλαμοι μάγματος μεταξύ τους, θα καταλάβουν καλύτερα πώς τα υγρά και η θερμότητα κινούν τη Γη. «Τότε μπορούμε να αρχίσουμε να εξετάζουμε πόσος χρόνος θα χρειαζόταν για να φτάσει αρκετό υλικό από τα βαθιά στις ρηχές [δεξαμενές] και ίσως εκεί που βρισκόμαστε στον ηφαιστειακό κύκλο των εκρήξεων. Αλλά δεν είμαστε ακόμα εκεί."

Αν και προηγούμενες εκρήξεις καλύπτουν την επιφάνεια της Γης από το Όρεγκον έως το Ουαϊόμινγκ, είναι δύσκολο να συμπεράνουμε οτιδήποτε για μια μελλοντική έκρηξη. Και ο Φάρελ δεν είναι καθόλου πεπεισμένος ότι θα συμβεί άλλη μια σούπερ έκρηξη. «Το σύστημα μπορεί να πεθαίνει», είπε. «Το hot spot Yellowstone μετακινείται σε παχύτερο, ψυχρότερο ηπειρωτικό φλοιό. Και χρειάζεται πολύ περισσότερη ενέργεια για να καεί μέσα από αυτόν τον φλοιό από τον λεπτότερο φλοιό που καίει τα τελευταία 17 εκατομμύρια χρόνια."

Αλλά καθώς βλέπω την επιφάνεια του Yellowstone να βράζει μπροστά στα μάτια μου, είναι δύσκολο να πιστέψω ότι το σύστημα βαθιά κάτω από τα πόδια μου μπορεί μια μέρα να εξαφανιστεί. Και καθώς ένας θερμοπίδακας μπροστά μου εκρήγνυται, εκτοξεύοντας ατμό και νερό δεκάδες πόδια στον αέρα, πρέπει να αναρωτηθώ αν αντ' αυτού φτιάχνεται αργά προς μια άλλη σούπερ έκρηξη. Εξάλλου, παρά την αβεβαιότητα του Φάρελ, συνέχισε να λέει:"Έχει συμβεί στο παρελθόν, θα μπορούσε να συμβεί στο μέλλον."

Η Shannon Hall είναι ανεξάρτητος επιστημονικός δημοσιογράφος με έδρα το Νιου Χάμσαϊρ. Ακολουθήστε την στο Twitter @ShannonWHall.

Αυτή η κλασική ανάρτηση Facts So Romantic δημοσιεύτηκε αρχικά τον Αύγουστο του 2015.