Йеллоустоун готовится к извержению: в верхней магматической камере критический объем расплава.
16 февраля 2018-го года сейсмические датчики в штате Монтана (район города Бозмен) зарегистрировали странное сейсмическое событие, которое произошло либо местно, либо в национальном парке Йеллоустоун, который находится немного южнее:
Геологическая служба США об этом моменте сохранила молчание, в этот день в кальдере как бы ничего не происходило.
17-го января тот же датчик в Бозмене выдал уже такую картину:
Что эта картинка обозначает? Идем в архив ресурса, открываем данные этого же датчика за 14 июня 2017-го года, когда в Йеллоустоуне было самое сильное за прошлый год землетрясение . Смотрим:
На рисунке отчет о землетрясении магнитудой 4,4 вблизи Уэст-Йеллоустоуна от 15 июня (в США в этот момент было 14-е, как на датчике). Сопоставив данные за 14.06.17 и 17.02.18, мы приходим к выводу, что в феврале в кальдере было не менее (если не более) сильное землетрясение, чем летом прошлого года. То есть землетрясение порядка 5.0 по шкале Рихтера.
Почему мы смотрим на датчики в Бозмене, а не на датчики, расположенные непосредственно в кальдере?
Есть известный сервис isthisthingon.org, который делает доступными для публики показания датчиков непосредственно в Йеллоустоуне. В теории этот сервис был бы идеальным вариантом. Однако, учитывая определенный интерес к Йоллоустоуну со стороны Геологической службы США, было бы наивным предполагать, что датчики там показывают правду, одну только правду и только правду.
Гораздо надежнее смотреть за показаниями сейсмометров в некотором удалении от кальдеры – занижать показания и корректировать там не будут. isthisthingon.org тоже очень полезен, поскольку только дает наглядную топологию происходящего, то есть показывает конкретно под каким из датчиков землетрясения случаются чаще всего.
Однако топологию никто не скрывает: согласно данным USGS местом первого толчка был тот же самый район Maple Creek, где было землетрясение летом. И если район землетрясений один и тот же, если их сила тоже скорее всего одинакова, наверное, имеет смысл вспомнить летнее землетрясение в Йеллоустоуне 14-15.06.17. Что там было необычного?
Летнее землетрясение в Йеллоустоуне 14-15.06.17 запомнилось нам следующими моментами.
Во-первых, честные парни из Геологической службы США написали сначала, что там было 5.0 баллов, после чего сообщение с сайта убрали и написали 4.4.
Во-вторых, после этого землетрясения в Йеллоустоуне начался так называемый рой Кленового ручья (Maple Creek swarm), в котором официально признанные толчки исчислялись тысячами и который затих только к ноябрю 2017-го.
В-третьих, накануне землетрясения и сразу после него была поднята в воздух стратосферная обсерватория NASA – инфракрасный телескоп, установленный на Boeing 747SP. Начиная с 12-го июня он летал над кальдерой кругами и что-то фотографировал. Что-то очень горячее, что видно лучше всего в инфракрасном свете
К сожалению, что из обсерватории увидели публике не показали.
Теперь, освежив в памяти события лета 2017, вернемся к тому, что происходит в Йеллоустоуне сейчас. А сейчас там, похоже, начался интенсивный рой землетрясений, с эпицентрами на глубине 5-8 километров и с редкими более глубокими очагами в 10-15 километров:
Всю активность кальдеры после 16-го февраля мы не приводим. Согласноофициальным данным USGS рой приближается к 200 землетрясений и продолжает расти. Хотя реальном там все гораздо интересней и 200 толчков набралось еще 17-го февраля, хотя Геологическая служба США про этот факт почему-то умалчивает.
Вот спектрограммы, генерированные на основе данных датчиков, установленных в районе горы Baker и озера Crater, расположенных значительно к западу от кальдеры:
Спектрограммы – это трехмерное графическое отображение сейсмособытий, где в качестве третьего измерения фигурирует цвет. Горизонтальная шкала отображает время прохода сейсмоволны, вертикальная её частоту, а цвет – интенсивность. Таким образом рисунок показывает, что со стороны кальдеры только за 17-е февраля пришло более полусотни мелких сейсмических волн, волн таких частых, словно там какая-то рябь на воде. И там действительно всё похоже что рябь. Только, к несчастью обитателей штатов Вайоминг и Юта, эта рябь не на поверхности озера из воды, а на поверхности растущего под Кленовым ручьем озера из магмы.
Поскольку люди в штате Монтана проживают не все тупые и люди выражают обеспокоенность, 19 февраля USGS выпустила экстренное успокаивающее сообщение за подписью местных сейсмологических просветленных – Майка Поланда, геофизика исследования USGS и Джейми Фаррелла, ассистента профессора из Университета штата Юта и старшего сейсмолога YVO. Итак, перевод:
Текущий сейсмический рой Йеллоустоуна – что это значит?
В течении последних несколько дней в Йеллоустоне продолжаются землетрясение. Сразу хотим заметить, что на данный момент в Йеллоустоне нет никакой вулканической активности. Это просто очередной небольшой рой, который на данный момент насчитывает более 200 землетрясений (по состоянию на 18-е февраля), зарегистрированных квадрате со стороной 13 км (8 миль) на северо-востоке от Западного Йеллоустоуна, штат Монтана. Более того, на самом деле землетрясений гораздо больше, но USGS их игнорирует для размещения ввиду их крайне небольшой величины.
Эпицентр роя находится приблизительно в том же месте, что и эпицентр роя Кленового ручья (Maple Creek swarm), который случился прошлым летом и насчитывал 2400 землетрясений в июне-сентябре 2017 года. Фактически, текущий рой может быть просто продолжением роя Клен-Крик, учитывая спорадическую сейсмичность в этом районе за последние несколько месяцев.
Крупный план сейсмичности, связанной с текущим роем (красные круги), по сравнению с местами роя 2017 Maple Creek (серые круги). YMC является ближайшей сейсмической станцией к эпицентру.
Нынешний рой начался 8 февраля с нескольких небольших событий, происходящих один-два раза в день. Но уже 15 февраля наблюдались заметные темпы и величины сейсмичности. По состоянию на ночь 18 февраля наибольшее землетрясение в рое имеет магнитуду 2.9. Все они происходят примерно на 8 км (5 миль) под поверхностью.
Что вызывает эту сейсмичность роя? И почему в этой части Йеллоустоунского национального парка всегда наблюдаются такие события? В этом нет ничего тревожного если посмотреть на всё исторически. Рисунок ниже отображает карту землетрясений Йеллоустоуна с 1973 по 2017 год. Красные круги – все землетрясения, а синие круги – это землетрясения, которые были частью роев.
Таким образом сейсмографы Университета штата Юта, которые отвечают за сейсмический мониторинг в Йеллоустонском регионе, показывает, что этот район является просто очагом сейсмичности.
Рои отражают изменения напряжений вдоль небольших разломов под поверхностью и обычно вызваны двумя процессами: крупномасштабными тектоническими силами и изменениями давления под поверхностью из-за накопления и / или извлечения жидкостей (магмы, воды и / или газа ).
Область текущего роя зависит от обоих процессов. Крупнейшее историческое землетрясение в регионе, событие 1957 года M7.3 Хебген Лейк, было вызвано тем, что материк деформируется, западные Соединенные Штаты удаляются от восточных, что приводит к изменению топографии большей части региона. Но мы также знаем, что под поверхностью имеется огромное количество жидкости, в том числе гидротермальная вода и газы, которые выходят на поверхность в близлежащем бассейне Норриса Гейзера(Norris Geyser Basin) – самой горячей тепловой области в Йеллоустонском национальном парке!
Современные и прошлые землетрясения отражают геологию региона, которая содержит многочисленные разломы, а также жидкости, которые постоянно движутся под поверхностью. Эта комбинация существующих разломов и миграция жидкости, а также тот факт, что регион, вероятно, все еще «чувствует» стресс-эффекты землетрясения 1959 года, способствуют превращению этой области в очаг сейсмичности и активности.
Хотя это может показаться тревожным, текущая сейсмичность относительно слаба и фактически представляет собой возможность узнать больше о Йеллоустоне. Это происходит в периоды перемен, когда ученые могут разрабатывать, тестировать и совершенствовать свои модели того, как работает Йеллоустонская вулканическая система. Прошлые сейсмические рои, подобные событиям 2004, 2009 и 2010 годов, привели к новому пониманию поведения системы кальдер. Мы надеемся расширить эти знания за счет будущих анализов сейсмичности 2017 и 2018 годов.
Вот какая получилась чудесная и занимательная история. Она немного противоречит официальной истории USGS про “менее 200-т землетрясений” на 21-е февраля, но академики все объяснили – мелочь они не учитывают. Но насколько землетрясение силой менее 1.0 это мелочь?
Ниже мы приводим занятную интерпретацию шкалы Рихтера в тротиловом эквиваленте:
Таким образом шкала позволяет представить происходящее в кальдере не в виде цифр, а более образно. 1-2 балла – это бомба времен Второй мировой, калибром 50-500 кг. 3-4 балла – это уже MOAB или даже FOAB – мать и отец всех бомб соответственно. 4-5 баллов – это уже пошло ядерное оружие, которое словно кто-то изредка взрывает в кальдере.
Если где-то на 5-ти километрах под землей что-то взорвется с силой авиабомбы калибром 50 кг – это, конечно же, не будет сейсмическим событием, которое кто-то заметит, но если бомба калибром 50 килограмм взрывается на глубине ежеминутно, и все это происходит на фоне взрывов бомб весом 10-20 тонн
и после взрыва порядка 20 кт (одна Хиросима)
…наверное, тут ничего нельзя игнорировать, что сейсмсологи официо скорее всего и делают.
Тем не менее цифра в 1500 сейсмических событий в течении недели может привлечь к кальдере излишнее внимание. Поэтому официалы все правильно говорят: 50 килограмм тротила – это ничего, не стоит волноваться. И чтобы люди в штате Монтана волновались еще меньше, им предложили к рассмотрению контурную карту, где отметили землетрясения за 50 лет и направляя мышление в русло: всё нормально, там же постоянно трусит.
Однако на этот счет есть и другая карта. Точнее – довольно грубая 3D модель, иллюстрирующая проходящее под поверхностью русла того самого Кленового ручья, Maple Creek:
Как видно из этого видео, магматическая камера под кальдерой тройная, она состоит из последовательно уменьшающихся уровней. Их всего три:
Рисунок, равно как и видео демонстрация сделаны на основе исследования 2014-го года о прохождении сейсмических волн под поверхностью в районе кальдеры. Это как бы огромный тектонический аппарат для УЗИ
Сильно много информации на основе такого исследования не получить, тем не менее, всем в штате Юта с лета 2017-го абсолютно понятно, что под Maple Creek находится купол самого поверхностного резервуара магмы.
Более глубокий резервуар расширяется под давлением, магма ищет себе дорогу к поверхности, и, когда она находит разлом и заполнят его – в этом месте случается сначала землетрясение силой 4-6 баллов, когда напирающая под давлением магма резко раздвигает базальтовые скалы. Потом новая система стабилизируется, порождая той или иной силы рой. Именно этот процесс и отражен на карте землетрясений в кальдере в период с 1973-го по 2018-й год.
Однако в случае роя Кленового ручья мы имеем уже нечто совершено другое. А именно: два роя в одном и том же месте!
То есть магма пробивает себе дорогу к поверхности в направлении района Кленового ручья, находя на пути наиболее слабую породу. И сегодня магма уже гораздо ближе к поверхности чем летом, поскольку землетрясения силой выше 4.0 баллов как раз и говорят о продвижении магмы, создающей себе новый канал.
Второе, на что нужно обратить внимание – это глубина мелких землетрясений, на которые просветленные из USGS предлагают не обращать внимание. Если вы посмотрите на рисунок и посмотрите на данные USGS по глубине текущего роя, то станет очевидным ГДЕ происходит движение:
Таким образом, основные землетрясения в кальдере сейчас генерируются в самом верхнем магматическом резервуаре, расположенном на глубине 5-15 километров.
Внимание всех газет приковано к землетрясениям силой выше 4.0, поэтому “мелочью” в виде разрывов 10-ти тонных бомб все пренебрегают. Однако именно эти небольшие землетрясения свидетельствуют о неотвратимом приближении катастрофы. Возможно, она уже в самом разгаре.
Посмотреть внутрь земной коры и увидеть глазам что происходит невозможно, но единственным логичным объяснением для крупных землетрясений выше 4.0 будет продвижение магмы к поверхности, которое происходит рывками. Где-то в породе возникла трещина, где-то возросло давление – а магма туда устремилась с громким треском, круша все с силой взрыва 20 и более килотонн. Но что продолжает трястись потом? Магма?
В отличие от массовой иллюзии, основанной на видео про вулканы и газетных терминах типа “магматические озера”, люди представляют себе, что под землей действительно есть какой-то “резервуар” , в котором магма плещется, как горячее масло в бочке. На самом деле это не так. Магматическая камера (поверхностная) выглядит на разрезе следующим образом:
Другими словами резервуар представляет собой гору размолотой в куски тугоплавкой породы, заполненной породой в состоянии расплава. И воткогда расплава становится более 50-ти процентов – вот тогда и начинается извержение.
Согласно официальным данным на 2014-й год расплава в верхней магматической камере было не более 15%. Мы не можем эту информацию ни опровергнуть, ни подтвердить. Может и правда было 15%, а может и 25% или всего 5%.
Но мы не случайно привели выше не просто какие-то данные каких-то сейсмографов в соседнем с кальдерой штате Вашингтон. Мы привели НЕ ОТРЕДАКТИРОВАННУЮ спектрограмму, то есть смоделированный компьютером рисунок, построенный на основе показаний множества сейсмометров. И на этом рисунке не просто “частные землетрясения”, анастоящие волны. Их на этих частотах очень много.
Аналогичные спектрограммы регулярно и честно показывает служба UNAVCO, занимающаяся непосредственно мониторингом кальдеры:
Вывод из такой частоты мелких землетрясений очень плохой, поскольку подобного рода частные, мелкие, непрерывные колебания может генерировать только вязкая жидкость. Твердая порода так двигаться не может.
Если высыпать из кузова грузовика гору щебня – через пару минут там даже пыль осядет, камни перестанут кататься. Но если этот щебень высыпать в воду – волны по озеру будут гулять в течении часа. Если озеро будет не из воды, а более вязким, например озеро масла – волнение там будет до суток.
Аналогичным образом ведет себя и порода в магматическом резервуаре. Если твердая порода преобладает – возникающие волны в расплаве мгновенно гаснут. Но если расплава много – волна сохранятся очень надолго, вызывая тот самый непрекращающийся рой.
И если мы видим этот рой в Йеллоустоуне, если мы видим, что магма в верхнем резервуаре ведет себя уже не как груда камней, а как жидкость – критическая черта в 50% жидкой породы там, похоже, уже или пройдена или находится очень близко. А этот значит что извержение может начаться в любой момент.
