Землетрясения и гидротермальная активность в Йеллоустоуне

Ежегодно на территории Йеллоустоунского парка и в ближайшем окружении происходит от 1000 до 3000 землетрясений. Многие из них слишком малы, но в среднем несколько раз в год администрация и работники парка ощущают толчки магнитудой от 2.0. Повышенная сейсмичность в Йеллоустоуне отражает активный характер супервулкана и позволяет назвать его одним из самых сейсмически активных регионов в Соединенных Штатах.

Некоторые сейсмические события в парке вызваны подъемом магмы и движением горячих грунтовых вод, но многие связаны с процессами в региональных разломах и продолжающимся горообразованием. Считается, что разломы вдоль хребтов Титон, Мэдисон и Галлатин, проходящие через территорию парка, существовали задолго до начала вулканической деятельности. Движения по ним способны генерировать достаточно крупные землетрясения, приводящие к оползням и разрушениям.

Наиболее заметным событием в новейшей истории Йеллоустоуна было землетрясение в 1959 году с эпицентром около озера Хебген. Подземный толчок магнитудой 7.5 привел к гибели 28 человек и нанес ущерб на 11 миллионов долларов. Геологи, занимающиеся исследованием супервулкана, полагают, что крупные сейсмические события, подобные катастрофе у озера Хебген, вряд ли вызваны вулканическими процессами. Подземные температуры в резервуарах настолько высоки, что ослабляют скальные породы и делают их менее способными к разрывам.

Дом упал в озеро Хебген во время землетрясения 1959 года. Его хозяйка, 70-летняя миссис Грейс Миллер, чудом спаслась, перепрыгнув через трещину у входной двери.

Тем не менее, магнитуда землетрясений в кальдере может достигать показателей в 6.5. Событие примерно такой силы произошло в 1975 году недалеко от гейзерного бассейна Норрис и хорошо ощущалось по всему региону. Примечательно, что на Йеллоустоун могут оказывать влияние землетрясения, эпицентры которых находятся далеко от кальдеры. В ноябре 2002 года мощный толчок магнитудой 7.9 произошел на разломе Денали в Центральной Аляске - на расстоянии 3100 км от супервулкана. Через какое-то время в кальдере было зафиксированы сотни мелких землетрясений. Гидротермальная система в парке отличается высокой чувствительностью, поэтому сейсмические события способны привести к ее дестабилизации и вызвать паровые извержения.

Большой магматический резервуар под «крышкой» Йеллоустоунской кальдеры имеет температуру около 800 `C и хорошо прогревает окружающие породы. Средний поток тепла из земных недр в пределах супервулкана примерно в 30 раз выше, чем в других районах Скалистых гор. Просачиваясь в землю, осадки и талые воды поглощают это тепло, в результате чего температура грунтовых вод приближается к точке кипения.

На территории парка есть достаточно мест, где горячие подземные воды поднялись близко к поверхности. Бурение, проводимое в кальдере в 1960-х годах, показало, что на некоторых участках температура воды имеет аномальные значения. В частности, в районе гейзерного бассейна Норрис она достигала 238 `С на глубине всего 332 метра.

Температура кипения увеличивается с ростом давления, а  давление растет с глубиной, поэтому глубоко под землей вода может быть более горячей, чем кипяток рядом с поверхностью. Если давление, ограничивающее глубокие воды, внезапно снижается, то они могут резко закипеть и привести к взрыву. Именно такие процессы вызывают извержение гейзеров.

Очень редко паровые взрывы бывают более мощными и разбрасывают воду и скалы на сотни метров. В геологическом прошлом подобные извержения (гидротермальные или фреатические взрывы) происходили в Йеллоустоуне бесчисленное количество раз. Недавним и довольно заметным стал взрыв в 1989 году на гейзере Поркчоп в бассейне Норрис.

Извержение гейзера Эксельсиор. Открытка сделана с оригинальной фотографии.

В 1880-х и начале 1890-х годов серия мощных гидротермальных извержений потрясла гейзер Эксельсиор в бассейне Мидвей. Отдельные взрывы подбрасывали в воздух гигантские валуны диаметром до 15 метров. В начале 2003 года на склоне холма над озером Нимфа появилась длинная линейная трещина, из которой в сопровождении пара начали вылетать куски скал.

Более десятка крупных гидротермальных извержений произошло в период от 14 000 до 30 000 тысяч лет назад. Большая часть из них оставила после себя большие кратеры, которые сегодня располагаются в пределах кальдеры или вдоль ее северных и южных окраин.

Крупнейший кратер, появившийся в результате внезапного изменения давления в гидротермальной системе, находится вдоль северного края Йеллоустоунского озера. Он носит название Мэри-Бей и имеет диаметр около 2,6 км. Кратер образовался примерно 13 600 лет назад и, возможно, претерпел несколько отдельных взрывов в течение короткого промежутка времени.

Даже мощные гидротермальные извержения не оказывают влияния на основную вулканическую деятельность Йеллоустоуна. За последние 16 000 лет ни один паровой взрыв не повлек за собой излияния магмы. Тем не менее, подобная деятельность свидетельствует о почти непрерывной геологической активности супервулкана и может привести к неприятным последствиям для посетителей парка.

Источник: vulkania.ru