Подземната "водопроводна система", която захранва известния природен резерват Йелоустоун, най-накрая е нанесена на карта. Резултатите може да запълнят голяма празнина в знанията, която експертите наричат "мистериозен сандвич".
Според Службата за национални паркове на САЩ Йелоустоун се явява дом на най-голямата хидротермална система в света, която съдържа около 10 000 хидротермални източника, включително гейзери, терми и кални вулкани.
Тези надземни елементи се захранват от мрежа от канали, през които текат подземните води. Те се нагряват много силно от подземната магма, което кара водата да се издига на повърхността. Изследователите обаче знаят много малко за тази подземна мрежа, или „водопроводна система“.
Снимка: cocoparisienne / Pixabay
„В нашите знания за Йелоустоун отдавна съществува празнина - казва съавторът на новото изследване Стивън Холбрук от Техническия университет на Вирджиния. Това прилича на „сандвич със загадка“ – знаем много за повърхностните особености от преки наблюдения и много за магмената и тектонската система на няколко километра дълбочина, но не знаем какво се крие в средата.“
Новото изследване дава първата представа за "пълнежа" на този "сандвич". Учените са идентифицирали пътищата на хидротермалните потоци, които си проправят път към повърхността, както и на геоложките разломи и пукнатини, които определят техните маршрути.
За да събере данните, екипът е използвал инструмента SkyTEM, който прилича на голяма примка от тел, прикрепяна към хеликоптер. Инструментът изпраща надолу повтарящи се електромагнитни сигнали, които предизвикват съответна реакция на електропроводимите вещества в земните недра.
Йелоустоун е способен да покрие с пепел цялата територия на САЩ
След това този „отговор“ бил използван за подробна визуализация на напречните сечения по траекторията на полета на хеликоптера. Методът е много ефективен в среди като Йелоустоун, обясняват учените: хидротермалните потоци променят скалите, през които преминават, превръщайки ги в глинести минерали, които са силно електропроводими, но потискат намагнитеността.
Всичко това позволило на учените да видят със собствените си очи къде се намират тези канали с хидротермални потоци. Анализът показал, че по тези канали протичат плитки подземни води, които се смесват с горещата вода, издигаща се от дълбочина повече от километър под парка.
Промените в тази смес водят до декомпресионно кипене (водата кипи при ниско налягане близо до повърхността), дегазация и кондуктивно охлаждане – когато заобикалящата водния поток скала действа като топлоотвод. Това е и причината за разнообразието от природни феномени, с които е известен Йелоустоун.
Снимка: PDPhotos / Pixabay
Изненадата за изследователите било сходството на характеристиките на по-дълбоките структури под някои части на парка с разнообразния химичен състав и температурите на повърхността. Изглежда, че тези характеристики се определят от различни начини на смесване на подземните води и нагретите дълбоки води, а не от други геоложки фактори.
Хеликоптерът с прикрепения към него SkyTEM не успял да обиколи целия парк от почти 9000 квадратни километра, а резолюцията на сканирането не позволявала идентифициране на отделните водни канали, водещи до определени обекти. Но получените данни все още са много полезни за учените, работещи в най-различни области.
Биолози, геолози и хидролози вече са проявили интерес към използването на тези данни, отбелязват авторите на новото изследване. Тази информация ще помогне при изучаването на всичко – от микробното разнообразие на парка до геоложкия "летопис" на потоците от лава, които са се появили тук в миналото.
Ако Йелоустоун изригне, ще убие на място 90 000 души
Новата работа може дори да се използва за предоставяне на ранни предупреждения за вулканична опасност. Тя възниква, когато слоеве от глина под Йелоустоун временно се „запушват“, което води до опасно и потенциално експлозивно натрупване на газ.
Наборът от данни е толкова голям, че изследователите просто са се докоснали до върха на айсберга в първата си статия. Учените с нетърпение очакват да продължат да работят с тези данни. Този източник на информация ще бъде полезен още дълго време.
Изследването е публикувано в списание Nature.
