Unterhalb des Yellowstone-Nationalparks befindet sich genug heißer Fels, um den Grand Canyon fast 14-mal zu füllen. Dies entspricht unserer bisher besten Aussicht auf den Supervulkan, der unter der berühmten Landschaft liegt.
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Das erste dreidimensionale Bild des Innenlebens des Yellowstone-Supervulkans enthüllte ein 11.200 Kubikmeilen großes Magmareservoir etwa 45 Kilometer unter der Oberfläche. Eine vorbekannte Magmakammer von 2.500 Kubikmeilen befindet sich darüber in einer Tiefe von etwa 19 Kilometern. Beide dienen als Leitungen zwischen einer Hotspot-Wolke, die im Erdkern entstehen kann, und der Yellowstone-Caldera an der Oberfläche des Planeten.
"Jede weitere Sache, die wir über das Yellowstone-Vulkansystem lernen, ist ein Teil des Puzzles, und das bringt uns dem wirklichen Verständnis der Funktionsweise des Vulkansystems näher", sagt der Studienkoautor Fan-Chi Lin von der Universität von Utah. "Wenn wir die Transporteigenschaften von magmatischen Flüssigkeiten besser verstehen könnten, könnten wir das Timing und damit den Ort des Vulkanzyklus besser verstehen."
Die Yellowstone-Hotspot-Wolke hat in den letzten 17 Millionen Jahren Ausbrüche hervorgerufen. Aufgrund der Plattentektonik hat sich die Erdoberfläche über den Hotspot bewegt und eine Spur antiker Eruptionen geschaffen, die sich von der Grenze Oregon-Idaho-Nevada - dem Ort des ersten Ausbruchs - bis zur Yellowstone-Caldera erstreckt. Seitdem der Hotspot Yellowstone vor ungefähr 2 Millionen Jahren erreicht hat, ist der Supervulkan dreimal ausgebrochen, zuletzt vor ungefähr 640.000 Jahren.
Der Hotspot versorgt derzeit die Geysire, heißen Quellen und Dampfquellen, die Teil der Auslosung des Yellowstone-Nationalparks sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass der Supervulkan bald ausbricht, ist gering - nur etwa 1 von 700.000 pro Jahr. Sollte es jedoch zu einem weiteren Ausbruch kommen, könnte der Supervulkan 640 Kubikmeilen Trümmer ausspucken, die große Teile Nordamerikas tagelang in Asche und dunklem Himmel bedecken.
Diese Animation zeigt das vulkanische Leitungssystem des Yellowstone-Supervulkans, einschließlich eines neu entdeckten Magmareservoirs (rot) etwa 45 Kilometer unter der Oberfläche. Die grünen Linien repräsentieren die Grenze des Yellowstone-Nationalparks. (Kredit: Hsin-Hua Huang, Institut für Geologie und Geophysik der Universität von Utah)In der neuen Studie, die heute in Science erscheint, verwendete ein Team um Hsin-Hua Huang von der Universität von Utah Erdbebendaten, um das Äquivalent eines CT-Scans des Yellowstone-Systems zu erstellen. Die Dichte der Erde beeinflusst, wie schnell sich seismische Wellen durch sie bewegen, während die Temperatur des Gesteins die Dichte beeinflusst. Durch die Kombination von Daten aus Tausenden von Erdbeben, die sowohl lokal als auch in den USA aufgezeichnet wurden, erstellten die Forscher eine 3-D-Karte dessen, was tief im Untergrund vor sich geht. Das ergab das neue Magmareservoir, das bisher vermutet, aber noch nicht bestätigt worden war.
Weder das Reservoir noch die obere Magmakammer sind ein brodelnder Kessel aus heißem Magma. Beide Regionen bestehen aus heißem Gestein mit einem geringen Anteil an geschmolzenem Gestein - etwa 9 Prozent in der oberen Kammer und nur 2 Prozent im unteren Reservoir. Laut Lin sind die beiden Regionen wahrscheinlich durch ein System vulkanischer Deiche und Schweller verbunden.
Weil die Forscher derzeit nicht sehen können, wie sich das geschmolzene Gestein in den beiden Kammern befindet, „ist es schwierig, auf einen zukünftigen Ausbruch zu schließen“, sagt Lin. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass es viele Warnsignale für ein solches Ereignis gibt, wie z. B. erhöhte Erdbebenaktivität, Erdbebenschwärme, Bodenerhöhung, Zunahme der Menge vulkanischer Gase, die aus dem Boden austreten, und Bäume, die durch höhere Bodentemperaturen getötet werden . "Wir können nicht sagen, wie viel Warnung wir hätten", sagt er, "aber es könnte in der Größenordnung von Tagen bis Monaten bis Jahren liegen."
