[编者注：本故事已于2016年3月10日更正，声明地幔柱来自地幔而非地核]
在黄石火山口的间歇泉和温泉深处，潜伏着一座休眠的超级火山——一个强大的庞然大物，能够在数小时内用数厘米厚的火山灰覆盖美国西部。是什么可能引发如此强大的喷发？长期以来，科学家们一直在争论黄石超级火山的起源，其中最广为接受的观点认为，它是由地幔柱形成的——一股来自地球深处地幔层的热岩柱。但一项新的模拟显示，传统的观点是错误的。地幔柱不可能到达地表，因为它被来自古代构造板块的板块所阻挡。
该模型的模拟结果上个月在《地球物理研究快报》中详细介绍，该模型是首个复制地幔柱和下沉板块之间复杂相互作用的模型。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的地质学家刘立军和他的研究生蒂芙尼·伦纳德构建了该模型，以复制地表的板块构造历史和地球内部的地球物理图像。“没有人如此大力地建模，”新墨西哥大学的地质学家布兰登·施曼特说，他没有参与这项研究。刘立军和伦纳德不仅创建了黄石地下的三维视图，而且在过去4000万年中这样做了，试图重现从俄勒冈州到怀俄明州点缀美国的火山喷发。
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无论他们如何调整参数，刘立军和伦纳德都无法重现近期的大部分喷发。原因很简单：“板块是霸凌者，”俄勒冈大学的地球物理学家尤金·汉弗莱斯说，他也没有参与这项研究。“相比之下，地幔柱只是相当软弱。”
大约在1亿年前，太平洋板块和北美板块开始汇聚时，有问题的板块被驱动深入地球地幔。就像独木舟桨划过水面一样，地幔围绕下沉的板块流动，导致压力向前方积聚。但模型显示，在1500万年前，压力差变得难以承受，板块开始撕裂。下方的地幔柱穿过板块涌出，导致大规模的岩浆喷发，其模式和时间似乎与斯廷斯-哥伦比亚河溢流玄武岩一致，后者的熔岩喷发量是1980年圣海伦斯火山喷发量的一百万倍。
但这就是模型与地质表面特征相似之处的终点。尽管下沉板块的中心有一个巨大的孔洞，但地幔柱并没有继续穿过它上升。这是因为地幔更像蜂蜜而不是水——它具有高度粘性。因此，随着板块继续下沉，它将周围的地幔也向下拉，最终封闭了孔洞，并在接下来的1500万年中阻止了地幔柱到达地表。最受青睐的假设无法解释自首次溢流玄武岩以来的一系列火山喷发，包括仅在210万年前形成的黄石火山口。“最终，我们需要对黄石的形成做出新的解释，”刘立军说。
换句话说，该团队需要找到额外的热源。伦纳德认为这可能来自胡安·德富卡海岭——太平洋中一个锯齿状的火山缝隙，在那里，岩浆从扩张的板块之间渗出，形成新的海底——。虽然这距离今天的黄石热点几乎有1600公里，但海岭很容易影响北美板块的中部。因为它恰好位于卡斯卡迪亚俯冲带的西侧，年轻的海底很容易被推到北美板块下方以东。因此，很可能在数百万年前发生的某些事件刺激了胡安·德富卡板块内的大量热量，然后这些热量被铲到北美板块下方，并随着一系列火山喷发而被扫过，直到最终帮助在落基山脉形成了黄石巨大的火山口。
尽管科学家们将继续争论黄石的模糊起源，但该模型清楚地表明，板块比以前认为的更为重要。“这就像烟囱里的烟被某种风暴卷走一样，”汉弗莱斯说。“但这并不是一股强大的地幔柱能够穿透一切。”