Wissenschaftler des Yellowstone Volcano Observatory haben seit der Entstehung der Yellowstone-Caldera vor 631.000 Jahren mindestens 28 Vulkanausbrüche in der Caldera nachgewiesen – eine Mindestschätzung basierend auf erhaltenen geologischen Spuren. Aktuelle Forschungsarbeiten konzentrieren sich darauf, diese Zahl zu verfeinern, indem ältere Ausbrüche identifiziert werden, deren Ablagerungen von jüngeren Lavaströmen bedeckt oder verdeckt wurden.
Die Ergebnisse wurden in den „Yellowstone Caldera Chronicles“ veröffentlicht, einer wöchentlichen Kolumne von Wissenschaftlern und Mitarbeitern des Yellowstone Volcano Observatory. Die Analyse stammt von Mark Stelten, stellvertretendem Leiter des Observatoriums, und Nicole Thomas, Geologin beim US Geological Survey.
Die vulkanische Geschichte des Yellowstone-Nationalparks umfasst drei Caldera-bildende Ausbrüche in den letzten 2,1 Millionen Jahren. Der jüngste Ausbruch, vor 631.000 Jahren, schuf die heutige Caldera und markierte einen Wandel hin zu kleineren Rhyolith-Lavaströmen und -Kuppeln, die sich größtenteils auf die Caldera beschränkten, anstatt kontinentweite Ausbrüche zu verursachen.
Geologische Kartierungen und Altersbestimmungen identifizieren mindestens 28 Ausbrüche innerhalb der Caldera seit ihrer Entstehung. Diese Zahl basiert auf Ausbrüchen, die sich im geologischen Archiv eindeutig identifizieren lassen, da ältere Eruptionsablagerungen oft von jüngeren Lavaströmen überdeckt werden und in vielen Gebieten nur kleine, isolierte Aufschlüsse erhalten geblieben sind, was die Bestimmung ihrer Ausdehnung oder ihres Alters erschwert. Vergletscherung und Erosion haben die Landschaft zusätzlich verändert und vulkanisches Material abgetragen oder umgelagert.
Um die Eruptionsgeschichte des Yellowstone-Nationalparks zu rekonstruieren, kombinierten Geologen detaillierte Kartierungen im Gelände mit Geochemie, Geochronologie und Paläomagnetik. Chemische Zusammensetzungen ermöglichen die Unterscheidung verschiedener Magma-Chargen, radiometrische Altersbestimmungen grenzen den Zeitpunkt der Eruptionen ein, während paläomagnetische Signaturen, die während der Lavaabkühlung erhalten blieben, Eruptionen voneinander trennen, die zu unterschiedlichen Zeiten stattfanden.
Karte der Yellowstone-Caldera mit den Fundorten und dem Alter der jüngsten Rhyolith-Eruptionen in Yellowstone, den Rhyolithen des Central Plateau Member. Die Einheitengrenzen stammen von Christiansen (2001). Die West Thumb-Region des Yellowstone Lake ist eingezeichnet, da sie als Ort einer explosiven Eruption und als Ursprungskrater des Tuffs von Bluff Point gilt. Die Rhyolithe des Central Plateau Member sind anhand neuer 40Ar/39Ar-Eruptionsalter in fünf informelle Gruppen unterteilt. Jede informelle Eruptionsgruppe ist in derselben Farbe dargestellt. Nummern auf der Karte und in der Legende kennzeichnen die Lage der verschiedenen Lavaströme. Die mittleren Alter der Gruppen und ihre 95%-Konfidenzintervalle sind neben der Einheitenliste angegeben.
Die Rhyolithe des Central Plateau Member bilden eine der am besten untersuchten post-calderischen Eruptionssequenzen und bedecken einen Großteil des Calderabodens. Neue 40Ar-39Ar-Datierungen unterteilen diese Lavaströme in fünf informelle Eruptionsgruppen, wobei die mittleren Alter mit einer Konfidenz von 95 Prozent angegeben werden. Dies verbessert die Unterscheidung zwischen eng beieinanderliegenden Eruptionen.
Die West Thumb-Region des Yellowstone-Sees fügt diesem Bild eine weitere Ebene hinzu. Man vermutet, dass sie der Ursprung eines explosiven Ausbruchs war, der den Tuff von Bluff Point hervorbrachte und damit belegt, dass der Vulkanismus nach der Calderabildung nicht allein auf Lavaströme beschränkt war.
Ein im Hayden Valley freigelegter Lavastrom wurde zuvor mit einem Ausbruch vor etwa 102.000 Jahren in Verbindung gebracht. Neue Daten deuten jedoch darauf hin, dass die Lava eher 160.000 Jahre alt sein könnte, was auf einen bisher unbekannten Ausbruch schließen lässt. Wissenschaftler des USGS entnahmen 2025 Proben dieses Lavastroms für die Argon-Datierung; die Ergebnisse stehen noch aus.
Feldarbeiten im Jahr 2025 identifizierten zudem einen kleinen Lavaausbruch entlang des Gibbon River nahe des Nez Perce Creek, der offenbar unter einem bekannten Lavastrom liegt. Geochemische Analysen und Argon-Datierungen werden klären, ob dieser Ausbruch eine eigenständige Eruption darstellt oder Teil einer bereits identifizierten Einheit ist.
Darüber hinaus haben Forscher der Montana State University nordwestlich der Caldera nahe Madison Junction vulkanische Ablagerungen entdeckt. Diese Ablagerungen könnten auf Eruptionen hinweisen, die kurz vor der Calderabildung vor 631.000 Jahren stattfanden und so dazu beitragen, die Lücke zwischen der vulkanischen Aktivität vor und nach der Calderabildung zu schließen.
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