Toto rytmické bušení horkých pramenů v Yellowstone z něj dělá geotermometr – Ars Technica

Toto rytmické bušení horkých pramenů v Yellowstone z něj dělá geotermometr – Ars Technica

Vibrující vodní hladina Double Pool v Yellowstonském národním parku. Kredit: Jimmy Farrell/University of Utah

Je známý pro Yellowstonský národní park Staří věřící, gejzír s periodickými a poněkud předvídatelnými sopečnými erupcemi, které potěší návštěvníky. Ale je také domovem mnoha dalších geotermální vlastnosti Líbí se Dvojitý bazén, pár horkých pramenů spojených s malým krkem s geotermálním ekvivalentem pulsu. Bazén každých 20-30 minut „udeří“, což způsobí otřesy vody a vibrace podlahy. Vědci z University of Utah měřili tyto masivní cykly seismometry, aby se dozvěděli více o tom, jak se mění v průběhu času. Mimo jiné zjistili, že doby ticha mezi údery korelují s množstvím tepla proudícího do bazénu. nový list Publikováno v Geophysical Research Letters.

„Věděli jsme, že Doublet Pool zasáhne každých 20-30 minut,“ řekl spoluautor Fan Zhi Lin, geofyzik na University of Utah. „Ale nebylo mnoho předchozích znalostí o tom, co řídí rozptyl. Ve skutečnosti si nemyslím, že si mnoho lidí ve skutečnosti uvědomuje, že se megainterval mění. Lidé věnují více pozornosti ohřívačům.“

Rozvíjející se hydrotermální systém v Yellowstone je výsledkem interakce mělké podzemní vody s teplem z horké magmatické komory. Systém obsahuje asi 10 000 geotermálních prvků, včetně parních průduchů (fumaroly), hliněných nádob a vápencových teras (bílá, křídová hornina), stejně jako gejzírů a horkých pramenů.

V případě gejzírů vysoké tlaky brání varu hluboké vody. Ale jak horká voda stoupá, tlak klesá a tvoří se bubliny páry, které se rozpínají, dokud nejsou příliš velké na to, aby prošly úzkým kanálem gejzíru blízko povrchu. Nakonec bubliny dosáhnou kritického prahu a ohřívač začne proudit. Tlak prudce klesá a voda se vaří, což vytváří velké množství páry, která vytlačuje proud horké vody z ventilačního otvoru v jedné z těch sopečných erupcí, které jsou tak uspokojivé. Poté cyklus začíná znovu.

READ  Zdravotníci okresu Los Angeles žádají obyvatele, aby si před oslavou Dne matek nechali udělat testy na COVID

Naproti tomu většina horkých pramenů si udržuje poměrně stabilní hydrodynamickou rovnováhu. Přehřátá voda se při dosažení povrchu ochlazuje, klesá a je nahrazena zespodu teplejší vodou, takže voda nikdy nedosáhne požadované teploty potřebné k tomu, aby došlo k erupci. Některé horké prameny, jako je Doublet Pool a Jodine Pool na Novém Zélandu, však mají ty nejasné periodické výchozy, které se podobají vzoru periodických erupcí gejzíru: Když bubliny horké vodní páry dosáhnou chladnějších horních částí kanálu, náhle se zhroutí kopnutím. . .

Přiblížit / Dvojitý rybník v povodí horního gejzíru v národním parku Yellowstone.

Při studiu Doublet Pool Lin a jeho autoři doufali, že se dozvědí více o dynamických hydrotermálních procesech v Yellowstonu. Konkrétně chtěli prozkoumat, co řídí rozdíly, ke kterým dochází během erupcí horkých pramenů nebo cyklů bití horkých pramenů, a tak se rozhodli zaměřit se na měření období ticha mezi údery. Od podzimu 2015 do listopadu 2021 provedli několik vzorkovacích experimentů s geofony umístěnými poblíž Doublet Pool. Shromáždili také údaje o teplotě v listopadu 2021 a údaje o tlaku pro sledování změn hladiny vody po dobu čtyř dnů v dubnu 2022.

flexibilní a kol. Zjistila, že období ticha se lišila nejen rok od roku, ale také z hodiny na hodinu nebo ze dne na den. Například interval byl asi 30 minut v listopadu 2016, ale pouze 13 minut v září 2018 a do listopadu 2021 se zvýšil na asi 20 minut. To se děje přesně 15. září 2018 v okolí ušní pružina Vypukla poprvé od roku 1957 a poté se uvařila voda s dvojitou koulí. Podle autorů se všechno to teplo a tlak do roku 2021 snížily, takže období ticha Doublet Pool se začalo vracet k normálnímu 30minutovému trvání.

READ  Kalifornský pár zemře na komplikace způsobené COVID-19 a zanechá po sobě novorozence a další 4 děti

U denních a hodinových rozdílů autoři naznačují, že by mohla existovat korelace s rychlostí větru. Zdá se, že vyšší rychlosti větru jsou spojeny s delšími obdobími ticha, což znamená, že vítr nějakým způsobem odstraňuje tepelnou energii z vody, podobně jako když fouká na horký šálek kávy. „V současné době zacházíme s bazénem jako s jedním kompletním systémem, což znamená, že energie odebraná z povrchu ztěžuje systému akumulovat dostatek energie, aby do něj zasáhl.“ řekla Lynn. „Jednou z možností je, že bazén je transportován konvekčně, takže ochlazení blízko hladiny by mohlo ovlivnit dno bazénu v relativně krátkém časovém měřítku.“

Autoři byli také schopni vypočítat rychlost ohřevu a množství tepla potřebného k pohybu zdvihů v Doublet Pool: asi 3 až 7 megawattů energie, což odpovídá výkonu 100 domácích pecí. To jim zase umožňuje využít období ticha jako teploměr, aby změřili, kolik tepla přichází do jezírka. (Více tepla znamená kratší dobu.)

DOI: Geophysical Research Letters, 2023. 10.1029 / 2022GL101175 (o DOI).

Výpis obrázku podle WikiBunny11 / CC BY-SA 4.0.0

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *