على الرغم من أكثر من قرن من التدقيق ، فإن الأعمال الداخلية لـ Old Faithful وسخانات المياه الأخرى في حديقة Yellowstone الوطنية تظل غامضة.
لا يزال العلماء يتفرقون حول الأساسيات ، مثل كيف يضغط الماء والبخار تحت الأرض قبل اندلاع السخان. الآن ، يمكن لإلقاء نظرة عالية التقنية على Lone Star Geyser ، واحدة من أكثر الفقاعات في الحديقة في النهاية ، أن تحل بعضًا من هذه الألغاز القديمة. قد يساعد البحث أيضًا العلماء في فهم الانفجارات البركانية والتنبؤ بها بشكل أفضل.
قال شاؤول هورويتز ، أحد مؤلفي الدراسة وأخصائي المياه في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في مينلو بارك ، كاليفورنيا: "الإشارات التي نسجلها في السخانات قد تضع قيودًا أفضل على المصادر التي تولد تلك الإشارات في البراكين".
البراكين الصغيرة
السخانات تشبه البراكين المصغرة ، مع هزات صغيرة تحذر من الانفجارات القادمة والسوائل الساخنة المميتة تنبثق في الهواء. الاختلافات الكبيرة بين الاثنين هي السباكة - الماء مقابل الحمم - والالتزام بالمواعيد. لكن القدرة على التنبؤ بالسخانات تجعلها سرير اختبار مثالي لمعرفة كيفية عمل الانفجارات.
في عام 2010 ، استدعى هورويتز عشرات من خبراء الجيولوجيا من جميع أنحاء العالم في تجربة لمدة أسبوع في Lone Star Geyser. قاموا بقياس تصريف المياه ، وحركات الأرض ، والموجات الزلزالية والموجات الصوتية ، وسجلوا فيديو عالي السرعة مرئي بالأشعة تحت الحمراء. ينفجر لون ستار جيزر كل ثلاث ساعات.
وقال الباحثون إن النتائج تساعد في شرح العمليات التي تتحكم في نفاثات الماء والبخار الرشيقة للسخانات ، وكذلك ما يحدث تحت الأرض قبل الانفجار وخلاله وبعده. تم نشر النتائج في 19 يونيو في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الأرض الصلبة.
أربع مراحل
وقال هورويتز إن التجربة كشفت عن ثوران لون ستار أربع مراحل متميزة ، لكل منها إشارة جيوفيزيائية فريدة. مع تراكم الضغط تحت الأرض ، تشير مرحلة "التحضير المسبق" ، مع نبضات من البخار والماء ، إلى الانفجار القادم. ثم يبدأ الاندفاع ، مع نوافير الماء والبخار بسرعة 36 إلى 63 ميل في الساعة (58 إلى 101 كم / ساعة). قام الباحثون بتتبع الجسيمات في نفث الماء باستخدام الكاميرات عالية السرعة لحساب السرعة. تليها مرحلة هادئة بعد ثوران البركان ، وتنتهي بمرحلة إعادة الشحن بينما يعاد مخروط السخان.
يوجد حوالي نصف السخانات المعروفة في العالم البالغ عددها 1000 نبع في يلوستون ، وهو حقل بركاني ضخم شهد ما لا يقل عن ثلاثة انفجارات عملاقة تشكل كالديرا في الماضي. عادة ما يتم العثور على السخانات مثل Old Faithful و Lone Star بالقرب من البراكين النشطة حديثًا ، حيث يمكن للصهارة تسخين المياه الجوفية. تتشكل عندما تمنع نقاط الاختناق الماء والبخار من الارتفاع تحت سطح الأرض ، مما يحجز الفقاعات التي تنفجر في النهاية إلى ثوران ناري ينفجر.
ما هو تحت الأرض
تم العثور على إجمالي إنتاج الحرارة من Lone Star Geyser حوالي 1.4 ميجاوات ، وهي طاقة كافية لتشغيل 1000 منزل لمدة ساعة واحدة. وقال هيرويتز إن الحرارة تصل إلى أقل من 0.1 في المائة من إجمالي إنتاج الحرارة من يلوستون كالديرا بأكمله. هذا يشير إلى أن معظم الحرارة التي تحاول الهروب إلى السطح (من الصهارة في أعماق القشرة) تشع من خلال ميزات الحرارة الجوفية التي تطلق البخار ، كما هو الحال في الجزء الشرقي من الحديقة.
قال هورويتز: "يمكن للبخار أن ينقل الكثير من الحرارة". "حتى لو كنت قد أخذت كل السخانات في يلوستون ، فإن الناتج الحراري الكلي لا يكاد يذكر نسبياً."
وقال إن هيرويتز وشركاؤه يعدون الآن مقالاً صحفياً آخر حول شكل سباكة لون ستار جييسر تحت الأرض.
وجدت الدراسات التي تم نشرها مؤخرًا على السخانات في وادي السخانات في شبه جزيرة كامشاتكا الروسية ومؤسسة Yellowstone's Old Faithful أن العديد من غرف السخان قد تكون على شكل بيضة بدلاً من أنابيب طويلة ضيقة ، كما كان يعتقد الباحثون سابقًا.
قال هورويتز: "السخانات ليست بالبساطة التي يمكن للمرء رؤيتها بالعين".
