У Йеллоустонского гейзера диагностирован синдром пузырьковой ловушки

Dec 21, 2023

Гейзеры — это уникальные, но хорошо известные геологические образования, характеризующиеся резкими кратковременными извержениями водяного пара и других газов. Они существуют на Земле, а также на Европе Юпитера, Тритоне Нептуна и Энцеладе Сатурна. На Земле они редки, их известно менее тысячи, и они сосредоточены в нескольких местах, причем около половины наземных гейзеров найдены в Йеллоустонском национальном парке в Вайоминге.

Несмотря на почти два столетия теоретизирования, лабораторного моделирования, зондирования жерл и пассивного сейсмического мониторинга, наше понимание процессов, вызывающих эти кратковременные, а иногда и надежно периодические извержения, остается неуловимым. Мы не смогли полностью понять активные процессы во многом потому, что, во-первых, мы на самом деле не «видели» трехмерную структуру гейзера, и, во-вторых, мы не проследили, как жидкости внутри него могут развиваться со временем.

Недавние приповерхностные геофизические исследования гейзера Спраутер в Йеллоустоуне, проведенные Сираулой и др. [2023a, 2023b] добавили значительную новую информацию для решения этой проблемы. Авторы объединили георадар (GPR), сейсмическую томографию высокого разрешения с активным источником и электротомографию (ERT), чтобы реконструировать трехмерную структуру Sprouter Geyser на глубине как минимум 15 метров.

Они обнаружили, что породы, окружающие жерло, обладают аномальным сопротивлением и имеют высокие скорости сейсмических волн, что указывает на высокий уровень жесткости из-за осаждения кремнезема в порах и трещинах. Уникальные повторные интервальные исследования ERT дополнительно подчеркивают отчетливые временные изменения удельного сопротивления вблизи верхней части гидротермальной системы, которые могут быть связаны только с накоплением водяного пара с высоким сопротивлением. Эти результаты подтверждают модель «пузырьковой ловушки», в которой водяной пар временно задерживается под жидкой водой.

Цитирование: Сираула Д.А., Карр Б.Дж. и Симс К.В. (2023a). Геофизическое изображение неглубоких гейзеров и структур гидротермальных резервуаров гейзера Спаутер, Йеллоустонский национальный парк: Geyser Dynamics I. Журнал геофизических исследований: Solid Earth, 128, e2022JB024417. https://doi.org/10.1029/2022JB024417

Сираула, Д.А., Карр, Б.Дж., и Симс, К.В. (2023b). Покадровое геофизическое исследование динамики гейзера в Spouter Geyser, Йеллоустонский национальный парк: Geyser Dynamics II. Журнал геофизических исследований: Solid Earth, 128, e2022JB024426. https://doi.org/10.1029/2022JB024426

— Дуглас Р. Шмитт, редактор журнала JGR: Solid Earth