Новое исследование геофизиков, изучающих гейзеры, проливает холодную воду на эту идею, обнаружив мало признаков движения подземной магмы, которое могло бы стать предпосылкой извержения. Гейзеры расположены недалеко от самой большой и самой динамичной вулканической кальдеры в стране, но за последние 70000 лет крупных извержений не было.
«Гидротермальные взрывы – в основном, взрыв горячей воды из-за того, что она вступает в контакт с раскаленной горной породой – – одна из самых больших опасностей в Йеллоустоне», – сказал Майкл Манга, профессор наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Беркли. старший автор. "Причина, по которой они проблематичны, заключается в том, что их очень трудно предсказать; неясно, есть ли какие-либо прекурсоры, которые позволили бы вам предоставить предупреждение."
Он и его команда обнаружили, что, хотя земля вокруг гейзера поднялась и сейсмичность несколько увеличилась до того, как гейзер снова активизировался, и в настоящее время область излучает немного больше тепла в атмосферу, никакие другие спящие гейзеры в бассейне не возобновились, и температура грунтовые воды, вызывающие извержения парохода, не увеличились.
Кроме того, после периодов высокой сейсмической активности не происходило никаких извержений пароходов, кроме той, которая началась в 2018 году.
"Мы не находим никаких доказательств того, что надвигается большое извержение.
Я думаю, это важный вывод ", – сказал он.
Исследование будет опубликовано на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Манга, который изучал гейзеры по всему миру и создал некоторые из них в своей лаборатории, вместе со своими коллегами решил ответить на три основных вопроса о пароходном гейзере: почему он пробудился? Почему его период такой изменчивый, от 3 до 17 дней? и почему он так сильно бьет?
Команда нашла ответы на два из этих вопросов. Сравнивая высоту колонн 11 различных гейзеров в США, России, Исландии и Чили с расчетной глубиной водохранилища, из которого происходят их извержения, они обнаружили, что чем глубже резервуар, тем выше струя извержения.
Пароходный гейзер с резервуаром на глубине около 25 метров (82 фута) под землей имеет самую высокую колонну – до 115 метров, или 377 футов, – в то время как два гейзера, измеренные Манга в Чили, были одними из самых низких – извержения около метра. (3 фута) на высоте от резервуаров на 2 и 5 метров под землей.
«На самом деле вы наполняете контейнер, он достигает критической точки, вы его опорожняете, а затем у вас заканчивается жидкость, которая может извергаться, пока она снова не наполнится», – сказал он. "Чем глубже вы заходите, тем выше давление. Чем выше давление, тем выше температура кипения.
И чем горячее вода, тем больше в ней энергии и тем выше гейзер."
Чтобы изучить причины изменчивости пароходного гейзера, команда собрала записи, относящиеся к 109 извержениям, начиная с его реактивации в 2018 году. Записи включали данные о погоде и потоках рек, данные сейсмометров и деформаций грунта, а также наблюдения энтузиастов гейзеров.
Они также рассмотрели предыдущие периоды активности и бездействия парохода и девяти других гейзеров Йеллоустоуна, а также данные о тепловом выбросе поверхности земли из бассейна гейзеров Норрис.
Они пришли к выводу, что вариации количества осадков и таяния снега, вероятно, были ответственны за часть переменного периода, а также, возможно, за переменный период других гейзеров. Весной и в начале лета, с таянием снега и дождя, давление подземных вод выталкивает больше воды в подземный резервуар, обеспечивая более частое извержение горячей воды. Зимой, при меньшем количестве воды, более низкое давление грунтовых вод наполняет резервуар медленнее, что приводит к более длительным периодам между извержениями.
По его словам, поскольку вода, проталкиваемая в резервуар, поступает из мест, даже более глубоких, чем резервуар, воде уже несколько десятилетий или столетий, прежде чем она выйдет на поверхность.
В октябре члены команды Manga продемонстрировали чрезвычайное влияние нехватки воды и засухи на гейзеры.
Они показали, что культовый гейзер Old Faithful в Йеллоустоне полностью прекратил извергаться в течение примерно 100 лет в XIII и XIV веках, основываясь на радиоуглеродном датировании минерализованных сосновых стволов, которые росли вокруг гейзера во время его покоя. Обычно вода слишком щелочная, а температура слишком высока, чтобы деревья могли расти рядом с активными гейзерами.
Период покоя совпал с продолжительным теплым и засушливым периодом на западе США.S. называется Средневековой климатической аномалией, которая, возможно, вызвала исчезновение нескольких индейских цивилизаций на Западе.
«Изменение климата повлияет на гейзеры в будущем», – сказал Манга.
Манга и его команда не смогли определить, почему Steamboat Geyser снова заработал 15 марта 2018 года, после трех лет и 193 дней бездействия, хотя гейзер известен гораздо более изменчивым, чем Old Faithful, который обычно срабатывает примерно каждые 90 дней. минут. Они не смогли найти убедительных доказательств того, что новая магма, поднимающаяся ниже гейзера, вызвала его реактивацию.
По его словам, реактивация может быть связана с изменениями во внутренней сантехнике. Гейзерам, кажется, требуются три ингредиента: тепло, вода и камни из кремнезема – диоксид кремния.
Поскольку горячая вода в гейзерах постоянно растворяет и повторно отлагает кремнезем – каждый раз, когда извергается пароходный гейзер, он приносит около 200 килограммов или 440 фунтов растворенного кремнезема. Часть этого кремнезема откладывается под землей и может изменить водопроводную систему под гейзером. Такие изменения могут временно остановить или возобновить извержения, если труба будет перенаправлена, сказал он.
Манга экспериментировал с гейзерами в своей лаборатории, чтобы понять, почему они периодически извергаются, и, по крайней мере, в лаборатории, кажется, что это вызвано петлями или боковыми камерами в трубе, которые улавливают пузырьки пара, которые медленно вытекают, нагревая столб воды над ним. пока вся вода не закипит сверху вниз, взорвав столб воды и пара.
По его словам, исследования извержений воды из гейзеров могут дать представление об извержениях горячих пород вулканов.
«Мы задали очень простые вопросы, и немного смущает то, что мы не можем на них ответить, потому что это означает, что на Земле существуют фундаментальные процессы, которые мы не совсем понимаем», – сказала Манга. "Одна из причин, по которой мы утверждаем, что нам нужно изучать гейзеры, заключается в том, что, если мы не можем понять и объяснить, как гейзер извергается, наша надежда сделать то же самое с магмой намного меньше."