Yellowstone ei ole sitä, mitä luulimme – ja se on vasta alkua

Okei, pitää minun kertoa teille jotain, mikä on viime aikoina tehnyt minuun valtavan vaikutuksen. Yritän olla liian dramaattinen, mutta sanon silti suoraan: tämä on helvetin mielenkiintoista.

Yellowstone on yksi niistä paikoista, jotka eivät tunnu mahdollisilta. Siellä on Wyominin osavaltiossa valtava tulivuori, joka piileskelee aivan silmiemme edessä. Geysirejä, jotka sylkevät kiehuvaa vettä taivasta kohti. Porisevia mutakyhmypiä. Tarpeeksi maanalaislämpöä koko maan energiatarpeisiin. Melko hurjaa, eikö olekin?

Mutta se, mikä minua oikeasti kiinnostaa, on tämä: tutkijat ovat tutkineet Yellowstoneyä vuosikymmeniä, ja he luulivat ymmärtävänsä, miten koko järjestelmä toimii. Perinteinen käsitys on ollut, että syvällä maan alla on valtava kammio täynnä nestemäistä magmaa – ikään kuin maanalainen sulan kiven järvi, joka on hiljalleen rakentunut vuosisatojen saatossa. Kun paine kasvaa liian suureksi, tuloksena on superpurkaus.

Sellainen se on paperilla, eikö?

Se ongelma tuossa kuvassa

Mutta tässä on juttu: tuoreet tutkimukset viittaavat yhä vahvemmin siihen, että tuo kuva saattaa olla täysin pielessä.

Kiinalaisen tiedeakatemian tutkijaryhmä julkaisi äskettäin tuloksia, jotka haastavat perustavanlaatuisesti käsityksemme siitä, miten Yellowstone – ja todennäköisesti muutkin supervuoreni – oikeasti toimivat. Ja rehellisesti sanottuna heidän selityksensä on sekä yksinkertaisempi että monimutkaisempi kuin mitä osasimme odottaa.

Maanalaisten nestemäisten kivien sijaan vaikuttaa siltä, että Yellowstone lepää jotain sellaista, mitä geologit kutsuvat "magmasosejärjestelmäksi". Kuvittele erona lasillinen vettä ja kostea hiekkalaatikko. Molemmissa on vettä, mutta toinen on selvästi kiinteämpi. Tässä on kyseessä juuri sellainen tilanne – sula kivi sekoittuneena niin tiiviisti kiinteän aineksen joukkoon, että sitä on melkein liioiteltu kutsua magmaksi.

Jos siellä ei olekaan valtavaa nestemäistä kammiota, mistä kaikki tuo kivi ja tuhka sitten tulee?

Vaipan tuuli -teoria

Tässä kohtaa asiat alkavat todella kiinnostaa.

Tutkijat loivat yksityiskohtaisen kolmiulotteisen tietokonemallin läntisestä Pohjois-Amerikasta, simuloiden miten maan kuori ja sen alla virtaava vaippa ovat vuorovaikutuksessa keskenään. He havaitsivat, että Yellowstonen magmasyöttö tulee yllättävän matalalta – vaipan ylimmästä kerroksesta, juuri ja juuri maapallon jäykkän kuoren alapuolelta.

Mutta tässä on käänne: tämä magma ei nouse ylös jostain mahdottomalta syvyydeltä lähellä maan ydintä (kuten vanha "vaipan keila" -teoria ehdotti). Sen sijaan se kulkeutuu vaakasuunnassa tutkijoiden kutsumalla "vaipan tuulella".

Rakastan tätä termiä, muuten. Se maalaa niin eläväisen kuvan.

Ajatus on tämä: miljoonia vuosia sitten valtava merellinen laatta nimeltä Farallonin laatta työntyi Pohjois-Amerikan länsirannikon alle – prosessi, jota geologit kutsuvat subduktioksi. Nuo laatan jäänteet roikkuvat yhä syvällä maan alla, ja niiden läsnäolo synnyttää hidasta mutta jatkuvaa virtausta niiden päällä olevassa vaipassa.

Tämä virtaus luo eräänlaisen kulkuluiskan kuuma-ainekselle, joka liikkuu itään kohti Yellowstoneyä. Kun tämä kelluva vaippamateriaali ajelehtii keskisen Pohjois-Amerikan paksun kivikehän ali, se vedetään alaspäin. Tämä vetävä voima saa kiven dekompressoitumaan, mikä laukaisee sulamisen. Sulantunut kivi = magma = mahdolliset tulivuoret.

Miksi tällä on väliä

Tässä on tutkimuksen suosikkiosani: se todella selittää asioita, jotka eivät aiemmin sopineet yhteen.

Vuosien ajan tutkijat huomasivat, että Yellowstonen maanalainen magmasysteemi ulottuu odotettua syvemmälle, ja se näyttää kallistuvan lounaan suuntaan. Kukaan ei osannut oikeasti selittää, miksi sillä on juuri tämä muoto. Vaipan tuulimalli tarjoaa vastauksen: itään virtaavan kuuma-aineksen työntövoima puskee paksua lithosfäärin reunaa vasten idässä samalla kun se käsittelee kelluvaa kiveä lännessä, ja tämä luo eräänlaisen "repeämisen", joka muodostaa tuon lounaaseen kallistuvan kanavan.

Tuon kanavan kautta magma sitten kulkee kuin moottoritietä pitkin, ohjaten miten se nousee, liikkuu ja kehittyy ajan myötä.

Todella tyydyttävää tässä tutkimuksessa on se, että mallin ennusteet vastaavat hämmästyttävän hyvin seismisten tutkimusten ja vulkaanisten materiaalien kemiallisen analyysin tuloksia. Kun tietokonesimulaatio sanoo yhtä ja todellinen maailma toista samoin, se on hyvä merkki siitä, että ollaan jotain oikean asian jäljillä.

Mitä tämä ei tarkoita

Ennen kuin kukaan alkaa panikoida, sanon selvästi: tämä ei ennusta lähestyvää purkausta. Ei lähellekään. Yellowstonella on ollut kaksi superpurkausta viimeisen 2,1 miljoonan vuoden aikana, ja niiden välinen aika oli noin 1,3 miljoonaa vuotta. Emme ole lähelläkään seuraavaa (geologisesti ajatellen).

Mutta näiden järjestelmien ymmärtäminen ei ole pelkkää akateemista uteliaisuutta. Jos haluamme joskus ennustaa tulivuoritoimintaa – etenkin sellaisten järjestelmien kohdalla, jotka voivat todella muokata maailman ilmastoa – meidän täytyy saada perusteet kuntoon. Ja osoittautuu, että perusteet saattavat olla hyvin erilaisia kuin mitä oletimme.

Seuraavan kerran kun näet kuvan Old Faithfulista tai yhdestä Yellowstonen kuuluisista kuumista lähteistä, yritä kuvitella tämä piilotettu maailma jalkojesi alla: ei porisevaa maanalaista järveä, vaan valtava, monimutkainen verkosto osittain sulanutta kiveä, jonka muotoa ovat muovanneet hitaasti liikkuvat virrat maan vaipassa, jotka ovat virranneet miljoonia vuosia.

En tiedä teistä, mutta minusta tämä on jotenkin uskomattomampaa kuin vanha kuva.