Các nhà nghiên cứu đã xác định được cấu trúc chính xác của hồ chứa magma nằm bên dưới Công viên Quốc gia Yellowstone. Vật liệu tan chảy không tạo thành một cái túi khổng lồ mà là một mạng lưới phân mảnh dưới lòng đất. Phát hiện này loại trừ khả năng bùng nổ quy mô toàn cầu trong thời gian ngắn. Tổng khối lượng đá lỏng là đáng kể. Cấu hình phân chia hoạt động như một chất ổn định tự nhiên cho hệ thống núi lửa.
Cuộc khảo sát gần đây được công bố trên tạp chí khoa học Nature đã thay đổi hiểu biết về động lực bên trong của siêu núi lửa. Các nhà địa chất đã áp dụng phương pháp đo độ dẫn điện để hình dung độ sâu với độ chính xác chưa từng có. Phân tích ba chiều xác nhận rằng hầu hết vật liệu vẫn ở trạng thái rắn hoặc nhão. Chỉ một phần nhỏ đạt đến mức thanh khoản cần thiết để tạo ra áp lực phun trào. Công viên thu hút sự chú ý liên tục của các nhà địa chấn do lịch sử địa chất của nó.
https://twitter.com/viagempassado/status/1793050735485047269?ref_src=twsrc%5Etfw
Kỹ thuật dẫn điện dưới lòng đất
Nhóm khoa học đã thay thế địa chấn truyền thống bằng dữ liệu từ điện để lập bản đồ các lớp bên dưới của vỏ Trái đất. Phương pháp thông thường sử dụng sóng xung kích do động đất tạo ra để vẽ bên trong hành tinh. Phương pháp mới đo lường những biến đổi tự nhiên trong điện trường và từ trường của Trái đất. Magma lỏng, quá nhiệt dẫn điện cực kỳ dễ dàng. Những tảng đá rắn xung quanh đóng vai trò cách nhiệt. Độ tương phản được tạo ra bởi sự khác biệt về độ dẫn điện này giúp tạo ra một bản đồ rõ ràng về các khối lượng ẩn giấu.
Việc áp dụng công nghệ này mang lại kết quả ba chiều chi tiết về lưu vực núi lửa. Các cảm biến thu được tín hiệu từ bề mặt đến độ sâu hàng chục km. Việc đọc điện đã tránh được những hạn chế của sóng địa chấn, thường mất độ phân giải khi đi qua vùng nhiệt độ cao. Việc lập bản đồ cho thấy đường viền chính xác của các khu vực lưu trữ. Các nhà khoa học đã có thể tính toán chính xác tỷ lệ giữa đá nóng chảy và vật liệu kết tinh.
Dữ liệu thu thập được chỉ ra rằng trữ lượng núi lửa tập trung ở độ sâu từ 4 đến 15 km bên dưới miệng núi lửa chính. Tổng khối lượng ước tính vượt quá lượng phun ra trong vụ phun trào lớn nhất từng được ghi nhận trong lịch sử công viên tới bốn lần. Độ lớn của những con số gây ấn tượng với các nhà nghiên cứu. Sự phân bổ vật lý của khối lượng này thay đổi hoàn toàn việc tính toán rủi ro. Việc không có bình chứa nguyên khối chứa đầy chất lỏng sẽ làm giảm áp suất bên trong hệ thống.
Chia vật liệu nóng chảy thành bốn buồng
Tiết lộ chính của nghiên cứu chỉ ra sự tồn tại của bốn khoang magma riêng biệt và riêng biệt. Vật liệu sợi đốt được phân bố khắp các ngăn dưới lòng đất này. Sự phân mảnh ngăn cản sự hình thành bong bóng khí và magma khổng lồ có khả năng xuyên thủng lớp vỏ cùng một lúc. Sự ổn định của siêu núi lửa phụ thuộc trực tiếp vào kiến trúc địa chất bị chia cắt này. Hệ thống này hoạt động giống như một tập hợp các bể chứa nhỏ thay vì một bể chứa trung tâm lớn.
- Tỷ lệ magma lỏng trong mỗi ngăn vẫn ở mức thấp.
- Khoảng cách vật lý giữa các buồng khiến vật liệu khó kết hợp nhanh chóng.
- Hình ảnh ba chiều xác nhận các rào cản đá rắn giữa các túi.
- Tổng khối lượng lưu trữ không có đủ tính lưu động để nổi lên bề mặt.
Phần chất lỏng thấp là yếu tố quan trọng nhất để duy trì sự ổn định địa chất hiện tại. Các vụ phun trào bùng nổ đòi hỏi một lượng lớn magma chất lỏng, giàu khí tích tụ dưới áp suất cao. Kịch bản ở Yellowstone cho thấy điều ngược lại. Hầu hết các chất bên dưới lòng đất trông giống như một lớp bột kết tinh dày. Sự phát triển của loại vật liệu này diễn ra từ từ và dần dần. Nguy cơ xảy ra thảm họa bất ngờ giảm đáng kể dựa trên các điều kiện cấu trúc này.
Cộng đồng khoa học nhận được những dữ liệu này như sự xác nhận về sự ổn định tạm thời của khu phức hợp núi lửa. Giám sát liên tục thu được các thông số đánh giá mới với bản đồ từ điện. Các nhà địa chấn học hiện biết chính xác nơi tập trung các dụng cụ đo lường của họ. Cấu trúc phức tạp hoạt động như một lớp đệm tự nhiên chống lại những thay đổi áp suất đột ngột. Việc đánh giá rủi ro hiện nay xem xét động lực riêng của từng khoang magma.
Hoạt động nhiệt liên tục trên bề mặt công viên
Vườn quốc gia Yellowstone duy trì danh tiếng toàn cầu nhờ hoạt động địa nhiệt mạnh mẽ có thể nhìn thấy được. Vụ nổ hình thành miệng núi lửa lớn cuối cùng xảy ra khoảng bảy mươi nghìn năm trước. Sự kiện này đã làm thay đổi địa hình của toàn bộ khu vực Tây Bắc Hoa Kỳ. Miệng núi lửa hiện tại là kết quả của sự sụp đổ của mái buồng magma sau khi đá nóng chảy được làm trống. Nơi đây thể hiện những dấu vết sâu sắc của thế lực tự nhiên mang tính hủy diệt này.
Bề mặt của công viên tràn ngập các biểu hiện núi lửa hàng ngày. Các mạch phun nước phun ra các cột nước sôi đều đặn, có thể dự đoán được. Fumaroles giải phóng hơi nước liên tục qua các vết nứt trên mặt đất. Các miệng phun thủy nhiệt được tô màu bởi bong bóng vi khuẩn ưa nhiệt ở một số khu vực tham quan. Năng lượng nhiệt tiềm ẩn làm nóng nước ngầm gần bề mặt. Hoạt động địa chấn thường xuyên làm rung chuyển khu vực với những chấn động nhỏ mà khách du lịch gần như không thể nhận ra.
Tất cả những hiện tượng bề mặt này khẳng định hệ thống núi lửa vẫn hoạt động và năng động. Việc không có nguy cơ phun trào ngay lập tức không có nghĩa là núi lửa đã tắt hoặc không hoạt động. Sức nóng tỏa ra từ độ sâu tiếp tục cung cấp năng lượng cho hệ sinh thái độc đáo của công viên. Hiểu lịch sử phun trào giúp các nhà địa chất giải thích các tín hiệu hiện tại. Mỗi chấn động và thay đổi nhiệt độ nước đều cung cấp dữ liệu cho các mô hình dự báo dài hạn.
Trọng tâm giám sát ở khu vực phía đông bắc của miệng núi lửa
Việc lập bản đồ đã xác định một khu vực cụ thể cần được các viện nghiên cứu tăng cường giám sát. Phần phía đông bắc của miệng núi lửa là nơi có hồ chứa lớn nhất trong số bốn hồ chứa được phát hiện. Dung lượng lưu trữ của ngăn này tương đương với thể tích bị phun ra trong đợt phun trào nhỏ nhất trong lịch sử của Yellowstone. Túi hiện đang trống một phần. Cấu trúc địa chất địa phương có đặc điểm giữ nhiệt độc đáo.
Các cảm biến đã phát hiện sự hiện diện của đá magma nóng ở độ sâu lớn ở khu vực phía đông bắc này. Vật liệu này hoạt động như một rào cản nhiệt giữ magma bị mắc kẹt trong lớp vỏ Trái đất. Cấu hình gợi ý rằng bất kỳ hoạt động phun trào nào trong tương lai đều có thể bắt nguồn từ thời điểm cụ thể này. Vị trí chính xác cho phép các nhóm giám sát lắp đặt nhiều thiết bị nhạy cảm hơn vào đúng khu vực. Độ chính xác của dữ liệu từ điện thúc đẩy nỗ lực phòng ngừa.
Các cơ quan giám sát địa chất loại trừ khả năng hiện thực hóa kịch bản phun trào này trong những thập kỷ hoặc thế kỷ tới. Thời gian địa chất hoạt động trên quy mô hàng ngàn hoặc hàng triệu năm. Việc phát hiện sớm bất kỳ điểm bất thường nào trong buồng phía đông bắc sẽ đảm bảo có thời gian cho các kế hoạch dự phòng. Khoa học tiếp tục giải mã cơ chế bên trong của siêu núi lửa với những công nghệ ngày càng tiên tiến. Người khổng lồ dưới lòng đất vẫn được theo dõi liên tục và nghiêm ngặt.