På trods af mere end et århundredes undersøgelse forbliver de indre virkninger af Old Faithful og andre Yellowstone National Park gejsere et mysterium.
Forskere hash stadig over det grundlæggende, såsom hvordan vand og damp presses under jorden, inden en geyser bryder ud. Nu kunne et højteknologisk blik på Lone Star Geyser, en af parkens mest punktlige bubblere, endelig løse nogle af disse mangeårige gåder. Forskningen kan også hjælpe forskere med bedre at forstå og forudsige vulkanudbrud.
"De signaler, vi registrerer i gejsere, kan muligvis sætte bedre begrænsninger for kilderne, der genererer disse signaler i vulkaner," sagde Shaul Hurwitz, en medforfatter til undersøgelsen og en forskningshydrolog ved U.S. Geological Survey i Menlo Park, Calif.
Mini vulkaner
Geysere er som miniatyrvulkaner med små rystelser, der advarer om kommende blæsninger og dødbringende varme væsker, der springer ud i luften. De store forskelle mellem de to er VVS - vand kontra lava - og punktlighed. Men gejsers forudsigelighed gør dem til et ideelt testbed til at finde ud af, hvordan udbrud fungerer.
I 2010 korralerede Hurwitz en bagerens dusin af geovidenskabsfolk fra hele verden til et uges lang eksperiment på Lone Star Geyser. De målte vandafladning, jordbevægelser, seismiske bølger og lydbølger og optog højhastigheds synlig og infrarød video. Lone Star Geyser bryder ud hver tredje time.
Resultaterne hjælper med at forklare de processer, der styrer en gejsers yndefulde stråler af vand og damp, såvel som hvad der sker under jorden før, under og efter et udbrud, sagde forskerne. Resultaterne blev offentliggjort 19. juni i Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Fire faser
Eksperimentet afslørede, at Lone Star's udbrud har fire forskellige faser, hver med et unikt geofysisk signal, sagde Hurwitz. Når trykket bygger sig op under jorden, signaliserer en "forudindspilningsfase" med pulser af damp og vand det kommende udbrud. Derefter begynder udbruddet med vand- og dampvandvand ved 58 til 101 km / t. Forskerne sporet partikler i udstrålevandet med højhastighedskameraer for at beregne hastigheden. En rolig fase efter udbruddet følger, afsluttes med en genopladningsfase, mens gejserkeglen genopfyldes.
Cirka halvdelen af verdens 1.000 kendte gejsere er i Yellowstone, som er et enormt vulkansk felt, der har set mindst tre kæmpe, caldera-dannende udbrud tidligere. Gejsere som Old Faithful og Lone Star findes normalt nær for nylig aktive vulkaner, hvor magma kan varme underjordisk vand. De dannes, når chokepunkter forhindrer vand og damp i at stige under jorden, fange bobler, der til sidst eksploderer i et springvandende geyserudbrud.
Hvad er under jorden
Det viste sig, at den samlede varmeeffekt af Lone Star Geyser var omkring 1,4 megawatt, hvilket er nok energi til at drive 1.000 hjem i en time. Men varmen udgør mindre end 0,1 procent af den samlede varmeeffekt fra hele Yellowstone-calderaen, sagde Hurwitz. Dette antyder, at det meste af varmen, der prøver på at flygte til overfladen (fra magma dybt i skorpen), udstråler gennem geotermiske træk, der frigiver damp, såsom i den østlige del af parken.
"Damp kan transportere en masse varme," sagde Hurwitz. "Selv hvis du tog alle gejsere i Yellowstone, er den samlede varmeeffekt relativt ubetydelig."
Hurwitz og hans medforfattere forbereder nu endnu en tidsskriftartikel om formen af Lone Star Geysers underjordiske VVS, sagde han.
Undersøgelser offentliggjort for nylig på gejsere i Geysedalen på Russlands Kamchatka-halvø og Yellowstones Old Faithful fandt, at mange gejserkamre kan være ægformede i stedet for lange, smalle rør, som forskere tidligere havde troet.
"Gejsere er ikke så enkle, som man kan se ved øjet," sagde Hurwitz.
