黄石下方上层岩浆房的艺术表现图。图片来源：国家公园管理局 位于黄石国家公园下方的超级火山是世界上最大的活火山之一。尽管它已经有64万年没有喷发过了，但在其地表之下存在着巨大的液态岩浆。现在，科学家们表示，这个储量被低估了。对该火山的最新研究揭示了一个更深的岩浆储层，其岩浆量是先前已知量的四倍多。
失踪的岩浆
这项研究首次对整个黄石火山系统进行了成像，除了岩浆和加热的岩石，该储层还解答了一个关于黄石火山的长期困扰的问题：其余的岩浆在哪里？多年来，地质学家一直知道，公园下方应该有比他们找到的更多的岩浆。岩浆和部分熔化的岩石在加热时会释放出二氧化碳气体，这些气体通过间歇泉和温泉等地热特征到达地表。黄石火山产生的二氧化碳量远远超过其先前已知的岩浆房所能解释的。科学家们也不确定上地壳中的岩浆房是如何与其在地幔中的热源相连的。他们预测，在地壳深处，介于浅层岩浆房和地幔顶部之间，一定存在一个第二储层。但他们没有证据证明其存在，也不知道它会是什么样子。
火山管道系统
利用新的地震成像方法，犹他大学地质学家黄信骅（Hsin-Hua Huang）及其同事发现了一个第二储层，该储层从地下28英里延伸到地表12英里。该储层的规模远超预期，总体积为11200立方英里，约为浅层岩浆房的4.5倍。新发现的、更深的岩浆储层中的热岩石可以填满大峡谷11次。其中只有约2%的体积是岩浆；其余是固体岩石，它们像海绵一样将岩浆保存在其孔隙中。岩浆主要由比周围岩石温度低的岩石熔化而成。在上层岩浆房中，约10%的体积是岩浆。从羽流顶部开始，地质学家现在认为岩浆通过一系列称为岩脉的垂直裂缝上升12英里，直到到达新发现的储层。从储层开始，它可能通过另一系列岩脉上升，到达上层岩浆房。但他们尚未确定。
这张剖面图展示了黄石下方西南-东北方向的景象，这是地震成像揭示的。图片来源：黄信骅，犹他大学
黄石地下
为了观察地球深处的结构，科学家们测量了地震波穿过黄石下方地面的传播情况，就像CT扫描通过测量电磁波穿过不同组织的来成像人体一样。当地震产生的地震波可以用于成像浅层结构，但要观察更深处，就需要远距离地震的波，这得益于大型地球科学数组（EarthScope U.S. Array）。研究人员使用一种数学方法结合了这两个数据集，地质学家罗伯特·B·史密斯（Robert B. Smith）称之为“整合了来自世界各地地震以及黄石地区当地地震的地震数据，并合并了这些地震数据的传播时间信息，从而创建了这些美妙、惊人的三维图像，展示了整个相互连接的系统。”
岩浆建模
尽管这项发现是新的，但岩浆储层一直存在。它并没有改变该火山的危险预测，其发生像形成黄石火山口那样灾难性喷发的几率约为七十三万分之一。而且，正是之前已知的上层岩浆房在200万年、120万年和64万年前产生了黄石火山口的三次灾难性喷发。地质学家杰米·法雷尔（Jamie Farrell）表示：“我们谨慎地指出，我们的发现并不会突然让黄石火山变得更大。事实上，这个下壳层岩浆储层一直都在那里，只是我们现在才能够对其进行成像。”研究人员表示，更好地理解这个系统有助于长期建模，并可能有助于更好地理解其他火山系统。地震学家希望下一步是获得更高分辨率的图像，以便更好地理解该火山的更小特征。黄信骅说：“我们确实预计存在一些小型结构，如岩脉，用于连接这些储层和地幔柱。这些小型结构是我们想要继续探索以确定是否能够解决的剩余谜团。”
