Проводящие структуры на глубинах от 28 до 39 км, соответствующие нижней части коры и самой верхней части мантии, окрашены аномалией плотности. Красный цвет указывает на плотность ниже средней на этой глубине, указывая на жидкую проводящую фазу, синий цвет указывает на плотность от нейтральной до выше средней, связанную с твердой проводящей фазой или сухим расплавом. Местоположение Йеллоустонской горячей точки отмечено желтой звездой. Авторы и права: Письма о геофизических исследованиях (2022 г.). DOI: 10.1029/2021GL096336

Знания о строении и составе земной коры важны для понимания динамики Земли. Например, наличие или отсутствие расплава или флюидов играет важную роль в тектонических процессах плит. Большая часть наших знаний в этой области получена из геофизических исследований. Однако связь между измеряемыми геофизическими параметрами и реальными условиями в недрах Земли часто бывает неоднозначной. Чтобы улучшить это положение вещей, геофизик LMU Макс Муркамп разработал новый метод, при котором данные о распределении электропроводности и плотности в земной коре объединяются и обрабатываются с использованием метода, полученного из медицинской визуализации. «Преимущество заключается в том, что отношения между двумя параметрами являются частью анализа», — говорит Муркамп. «Для геофизических приложений».

Используя новый метод, Муркамп смог показать, что прежние предположения о пространственном распределении магмы и флюидов на западе США могут быть чрезмерно упрощены. Основываясь на измерениях электропроводности, исследователи ранее предполагали, что расплавленная порода (магма) и флюиды широко распространены в геологически молодых и активных регионах, тогда как более старые и стабильные регионы практически не содержат флюидов. «Однако новые результаты показывают более сложную картину», — говорит Муркамп. Электропроводность расплавленной породы и флюидов очень похожа на электропроводность твердого графита и сульфидов, однако, в отличие от расплавов и флюидов, они являются признаком древней геологической активности.

Благодаря своему методу Муркамп впервые смог различить их и тем самым продемонстрировать, что даже в очень активной области вокруг Йеллоустона существуют структуры с преобладанием флюидов, непосредственно примыкающие к свободным от флюидов областям с графитом и сульфидами. На основании этих результатов геофизик делает вывод, что по сравнению с текущей геологической активностью геологическая история, т.е. более ранние тектонические процессы плит, оказывают гораздо большее влияние на местонахождение флюидов, чем предполагалось ранее. Это может потребовать пересмотра предыдущих результатов не только в Соединенных Штатах, но и во всем мире. Кроме того, этот метод может быть очень полезен при поиске месторождений геотермальной энергии или полезных ископаемых.

Исследование опубликовано в Geophysical Research Letters.