Forskere begynner bare å forstå hvor gammel trofaste arbeider / geysirer

Hver 90 minutter eller så samles en folkemengde på en trepromenade, da damp stikker ut av en sprekk i bakken. Raskt nok, en tut av vann, opp til 184 meter høy, brer ut fra bakken i ca 90 sekunder. Og 90 minutter senere skjer det igjen. Old Faithful er en av de mest berømte severdighetene i Yellowstone National Park, men for all sin popularitet vet vi ikke nøyaktig hvordan den forutsigbare geyseren fungerer. Noe er oppvarming det vannet og tvinge det ut med jevne mellomrom, men den nøyaktige mekanikken har forblitt et mysterium. Takket være en ny studie har vi nå et tydeligere bilde av hva som ser ut som undergrunnen.

Forskere dangled et kamera ned Old Faithful's gullet tilbake på 1990-tallet, fanger video av kokende vann og silisiumsintene-bergformasjonen nærmest overflaten. Ellers har teknologien hittil begrenset hva vi kan finne ut om den hydrotermiske funksjonen uten å bli alvorlig skoldet av vann som er 204 grader Fahrenheit. Nylig bestemte et team av forskere fra University of Utah seg for å prøve et nytt verktøy, en serie små seismiske bølgesensorer, for å se om det kunne hjelpe dem bedre å forstå Old Faithful. Resultatene var lovende - ikke bare kunne de se forskjellen mellom en lavastrøm og isgrus, de kunne også se et massivt reservoar like vest for geyseren. Det reservoaret, som ligger omtrent under den gamle trofaste kroen, er en sannsynlig kilde til geyserens væske. Det er det første klare blikket på systemet, og det endrer hvordan forskere tror at Old Faithful fungerer.

"Noen studier tyder på at det kan være et hulrom som er under eller litt på siden av den gamle trofaste ledningen, men det er egentlig ikke beviset," sier fan-Chi Lin, geolog på University of Utah-laget. Det har vært antatt at hvis det hulrommet eksisterer, kan det være fangst av damp- og vannbobler, slik at presset bygges til en utbrudd. Men hvis hulrommet egentlig er et gigantisk reservoar av væske lenger unna - omtrent 100 meter mot sørvest ifølge Lin og hans kollegaer - så må utbruddene skje på en annen måte.

For å kartlegge undergrunnen rundt Old Faithful, brakte University of Utah-teamet forkjølelsen når turister ryddet ut for sesongen og satte opp en rekke 133 sensorer. Deres mål var å måle vibrasjonene i bakken som genereres av geyserens utbrudd og se hvor raskt de reiste gjennom den omkringliggende steinen. Sensorene satt rundt Old Faithful i to uker, samler fire terabyte data som beskriver jordvibrasjoner, selv om noen ble tygget av dyr, sannsynligvis nysgjerrige coyotes.

Sin-Mei Wu, en medforfatter av studien, brukte deretter et dataprogram for å identifisere vibrasjoner ved hver sensor som definitivt var forårsaket av utbruddene. Basert på utbruddstidspunktet, hentet opp av sensorer nærmest ventilen, så Wu på den tiden vibrasjonen kom til sensorer lenger ut. Geologer kan utlede egenskaper av materialene under jorden basert på hvor lang tid det tar for en vibrasjon å passere gjennom dem.

"Vi kan se at det er et område med bølger som er bremset betydelig," sier Lin. "Det er sannsynlig fordi vannet faktisk motstår bølgeutbredelse, som bremser bølgene." Hvor langsomt vibrasjonens bølgeres reise kan også hjelpe dem å estimere volumet av vann under jorden. Lin og Wu sier det er omtrent 300.000 kubikkmeter vann. Til sammenligning slår Old Faithful bare ut ca 30 kubikkmeter under hver utbrudd.

"Kanskje fordi dette er et stort reservoar, produserer det en konstant hydrotermisk væske som fôrer til systemet og produserer denne utbruddet hver 90 eller så," sier Lin. Og laget har bare riper overflaten. De vet fortsatt ikke nok om de dypere strukturer som er en del av den nærliggende Yellowstone supervolcanoen, og håper å vise det underliggende magmakammeret. "Det vil til slutt gi en bedre ide om hva vulkansk fare er i området."

Lin bemerker at denne studien virkelig bare forteller oss om Old Faithful. Vi har ingen anelse om det fungerer som andre geysere fordi vi heller ikke har kunnet imøtekomme dem. "Vi planlegger å sette denne typen mat på andre hydrotermiske systemer," sier han. Norris Geyser Basin, også i Yellowstone, har vokst seg varmere og varmere, slik at teknologien kan hjelpe National Park Service å avgjøre om den underjordiske strukturen endrer seg og om den ikke skal blokkere området hvis en hydrotermisk eksplosjon er nært forestående.

Informasjonen kan også hjelpe Park Service-beskytningsstrukturer, inkludert Old Faithful Inn, ferdig i 1904. "De forsøkte å grave ned for å styrke grunnlaget for strukturen, og på en svært grunn dybde nådde de veldig varmt hydrotermisk væske", sier Lin. "Det er noen bekymring om det faktisk er aktiv hydrotermisk aktivitet rett under noen av bygningene der."

Teamet planlegger å modige snøen og coyotene igjen i november for å sette ut en annen matrute i nærheten av et sted som heter Geyser Hill. De små sensorene er et kraftig verktøy for å låse opp geologiske mysterier av noen av naturens største show.