Yellowstone kaplıcalarının bu ritmik atışı, onu bir jeotermometre yapar – Ars Technica

Yellowstone Ulusal Parkı ile ünlüdür. Eski İnananlar, ziyaret eden turistleri memnun eden periyodik ve bir şekilde tahmin edilebilir volkanik patlamalara sahip bir gayzer. Ama aynı zamanda birçok kişiye ev sahipliği yapıyor jeotermal özellikler Seviyor çift ​​havuz, bir darbenin jeotermal eşdeğeri ile küçük bir boyuna bağlı bir çift kaplıca. Havuz her 20-30 dakikada bir “vurur”, suyun sallanmasına ve zeminin titremesine neden olur. Utah Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, zaman içinde nasıl değiştikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu devasa döngüleri sismometrelerle ölçtüler. Diğer bulguların yanı sıra, grevler arasındaki sessizlik dönemlerinin havuza akan ısı miktarıyla ilişkili olduğunu keşfettiler. yeni yaprak Jeofizik Araştırma Mektupları’nda yayınlandı.

“Doublet Pool’un 20-30 dakikada bir vurduğunu biliyorduk” ortak yazar Fan Zhi Lin dedi, Utah Üniversitesi’nde bir jeofizikçi. “Fakat varyansı neyin kontrol ettiği hakkında daha önce pek fazla bilgi yoktu. Aslında, pek çok insanın mega aralığın değiştiğini gerçekten anladığını sanmıyorum. İnsanlar ısıtıcılara daha fazla dikkat ediyor.”

Yellowstone’da gelişmekte olan hidrotermal sistem, sığ yeraltı suyunun sıcak bir magma odasından gelen ısı ile etkileşiminin sonucudur. Sistem, buhar menfezleri (fumaroller), kil çömlekler ve kireçtaşı terasların (beyaz, kireçli kaya) yanı sıra gayzerler ve kaplıcalar dahil olmak üzere yaklaşık 10.000 jeotermal özelliğe sahiptir.

Gayzer durumunda, yüksek basınçlar derin suların kaynamasını engeller. Ancak sıcak su yükseldikçe, basınç düşer ve buhar kabarcıkları oluşur ve gayzerin yüzeye yakın dar kanalından geçemeyecek kadar genişler. Sonunda kabarcıklar kritik bir eşiğe ulaşır ve ısıtıcı akmaya başlar. Basınç keskin bir şekilde düşer ve su kaynayarak çok tatmin edici volkanik patlamalardan birinde havalandırmadan sıcak su fışkırmasına neden olan büyük miktarda buhar oluşturur. Sonra döngü yeniden başlar.

Buna karşılık, çoğu kaplıca oldukça istikrarlı bir hidrodinamik denge sağlar. Aşırı ısınmış su yüzeye ulaştıkça soğur, batar ve yerini aşağıdan daha sıcak suyla değiştirir, böylece su hiçbir zaman bir patlamanın gerçekleşmesi için gereken istenen sıcaklığa ulaşmaz. Bununla birlikte, Yeni Zelanda’daki Doublet Pool ve Iodine Pool gibi bazı kaplıcalar, periyodik bir şofben patlama modeline benzeyen o bulanık periyodik çıkıntılara sahiptir: Sıcak su buharı kabarcıkları, kanalın daha soğuk üst kısımlarına ulaştığında, aniden bir tekme ile çökerler. . .

Lin ve yazarları, Doublet Pool’u inceleyerek Yellowstone’daki dinamik hidrotermal süreçler hakkında daha fazla şey öğrenmeyi umuyorlardı. Özellikle kaplıca patlamaları veya kaplıca çarpma döngüleri sırasında meydana gelen farklılıkları neyin kontrol ettiğini keşfetmek istediler, bu nedenle grevler arasındaki sessizlik dönemlerini ölçmeye odaklanmaya karar verdiler. 2015 sonbaharından Kasım 2021’e kadar, Doublet Pool yakınında kurulan jeofonlarla birkaç örnekleme deneyi gerçekleştirdiler. Ayrıca Kasım 2021’de sıcaklık verilerini ve Nisan 2022’de dört gün boyunca su seviyelerindeki değişiklikleri izlemek için basınç verilerini topladılar.

esnek et al. Sessizlik dönemlerinin yalnızca yıldan yıla değil, saatten saate veya günden güne de değiştiğini gördü. Örneğin, Kasım 2016’da yaklaşık 30 dakika olan aralık, Eylül 2018’de yalnızca 13 dakikaydı ve Kasım 2021’de yaklaşık 20 dakikaya çıkıyor. Bu tam olarak 15 Eylül 2018’de oluyor, yaklaşık bir yerde kulak yayı 1957’den beri ilk kez patladı ve ardından çift bilyalı su kaynadı. Yazarlara göre, 2021 yılına kadar tüm bu ısı ve basınç azaldı, bu nedenle Doublet Pool’un sessizlik süresi normal 30 dakikalık süresine dönmeye başladı.

Yazarlar, günlük ve saatlik farklılıklar için rüzgar hızıyla bir korelasyon olabileceğini öne sürüyorlar. Daha yüksek rüzgar hızları, daha uzun sessizlik dönemleriyle ilişkili görünmektedir; bu, rüzgarın, sıcak bir fincan kahveyi üflemek gibi bir şekilde sudan termal enerjiyi uzaklaştırdığı anlamına gelir. “Şu anda havuzu tek bir sistem olarak ele alıyoruz, bu da yüzeyden alınan enerjinin sistemin havuza çarpacak kadar enerji biriktirmesini zorlaştırdığı anlamına geliyor.” Lynn dedi. “Bir olasılık, havuzun konvektif olarak taşınmasıdır, bu nedenle yüzeye yakın soğutma, havuzun tabanını nispeten kısa bir zaman ölçeğinde etkileyebilir.”

Yazarlar ayrıca Doublet Pool’da grevlere neden olmak için gereken ısıtma oranını ve ısı miktarını hesaplayabildiler: yaklaşık 3 ila 7 megavat güç, 100 ev fırınının güç çıkışına eşdeğer. Bu da sessizlik dönemini havuza ne kadar ısı geldiğini ölçmek için bir termometre olarak kullanmalarını sağlar. (Daha fazla ısı, daha kısa süreler anlamına gelir.)

DOI: Jeofizik Araştırma Mektupları, 2023. 10.1029 / 2022GL101175 (DOI’ler hakkında).

Listeleme resmi WikiBunny11 / CC BY-SA 4.0.0