Til tross for mer enn et århundre med granskning, forblir de indre virkningene av Old Faithful og andre Yellowstone National Park geysirer et mysterium.
Forskere hash fortsatt over det grunnleggende, for eksempel hvordan vann og damp presser under jorden før en geysir oppstår. Nå kan et høyteknologisk blikk på Lone Star Geyser, en av parkens mest punktlige bubblere, endelig løse noen av disse mangeårige gåtene. Forskningen kan også hjelpe forskere å bedre forstå og forutsi vulkanutbrudd.
"Signalene vi registrerer i geysirer kan sette bedre begrensninger for kildene som genererer disse signalene i vulkaner," sa Shaul Hurwitz, en medforfatter av studien og en forskningshydrolog ved U.S. Geological Survey i Menlo Park, Calif.
Mini vulkaner
Geysirer er som miniatyrvulkaner, med bittesmå skjelvinger som advarer om å komme sprengninger og dødelige varme væsker som springer ut i luften. De store forskjellene mellom de to er rørleggerarbeid - vann kontra lava - og punktlighet. Men geisers forutsigbarhet gjør dem til et ideelt prøveseng for å finne ut hvordan utbrudd fungerer.
I 2010 sammenholdt Hurwitz en baker dusinvis av geovitenskapsmenn fra hele verden for et ukesforsøk på Lone Star Geyser. De målte vannutslipp, bakkebevegelser, seismiske bølger og lydbølger, og spilte inn høyhastighets synlig og infrarød video. Lone Star Geyser utbryter hver tredje time.
Resultatene hjelper til med å forklare prosessene som kontrollerer en geysers grasiøse stråler med vann og damp, samt hva som skjer under jorden før, under og etter et utbrudd, sa forskerne. Funnene ble publisert 19. juni i Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Fire faser
Eksperimentet avslørte at Lone Star utbrudd har fire forskjellige faser, hver med et unikt geofysisk signal, sa Hurwitz. Når trykket bygger seg opp under jorden, signaliserer en "preplay" -fase, med pulser av damp og vann, det kommende utbruddet. Deretter starter utbruddet, med vann og damp fontener ved 58 til 101 km / t. Forskerne sporet av partikler i jetvannet med høyhastighets-kameraene for å beregne hastigheten. En rolig fase etter utbruddet følger og avsluttes med en oppladningsfase mens geyserkeglen fylles på nytt.
Omtrent halvparten av verdens 1000 kjente geysirer er i Yellowstone, som er et enormt vulkansk felt som har sett minst tre gigantiske, caldera-dannende utbrudd tidligere. Geysirer som Old Faithful og Lone Star finnes vanligvis i nærheten av nylig aktive vulkaner, der magma kan varme vann under overflaten. De dannes når choke-punkter forhindrer vann og damp i å stige under jorden, og fanger opp bobler som til slutt eksploderer til et fontenende geyserutbrudd.
Hva er under jorden
Den totale varmeeffekten til Lone Star Geyser ble funnet å være omtrent 1,4 megawatt, som er nok energi til å drive 1000 hjem i en time. Men varmen utgjør mindre enn 0,1 prosent av den totale varmeeffekten fra hele Yellowstone-calderaen, sa Hurwitz. Dette antyder at mesteparten av varmen som prøver å rømme til overflaten (fra magma dypt i jordskorpen) stråler ut gjennom geotermiske trekk som frigjør damp, for eksempel i den østlige delen av parken.
"Damp kan transportere mye varme," sa Hurwitz. "Selv om du tok alle geysirene i Yellowstone, er den totale varmeeffekten relativt ubetydelig."
Hurwitz og hans medforfattere forbereder nå en ny journalartikkel om formen til Lone Star Geysers underjordiske rørleggerarbeid, sa han.
Studier som nylig ble publisert om geysirer i Geysedalen på Russlands Kamchatka-halvøya og Yellowstones Old Faithful, fant at mange geyserkamre kan være eggformet i stedet for lange, smale rør, slik forskere tidligere hadde trodd.
"Geysere er ikke så enkle som man ser for øyet," sa Hurwitz.
