Подземная "водопроводная система", питающая гейзеры знаменитого Йеллоустонского заповедника, наконец нанесена на карту. Причём во всех деталях. Результаты могут заполнить большой пробел в знаниях, который эксперты назвали "загадочным бутербродом".
По данным Службы национальных парков США, Йеллоустон является домом для крупнейшей в мире гидротермальной системы, которая содержит около 10 тысяч гидротермальных источников, включая гейзеры, термы, грязевые вулканы.
Эти надземные объекты питаются сетью каналов, по которым текут подземные воды. Они очень сильно нагреваются подземной магмой, что заставляет воду подниматься на поверхность. Однако исследователи совсем мало знают об этой подземной сети, или "водопроводной системе".
"В наших знаниях о Йеллоустоне уже давно существует пробел, – сообщил соавтор нового исследования Стивен Холбрук из Технического университета Виргинии. – Это похоже на "бутерброд с загадкой" — мы многое знаем о поверхностных особенностях из прямых наблюдений и многое знаем о магматической и тектонической системе в нескольких километрах в глубину, но, что находится в середине, мы не знаем".
Новое исследование впервые даёт представление о "начинке" этого "бутерброда". Учёные выявили пути гидротермальных потоков, которые пробиваются на поверхность, а также геологические разломы и трещины, определяющие их маршруты.
Для сбора данных команда использовала инструмент под названием SkyTEM, похожий на большую проволочную петлю, которая прикрепляется к вертолёту. Эта петля посылает вниз повторяющиеся электромагнитные сигналы, которые вызывают соответствующий отклик электропроводящих веществ в земных недрах.
Этот "ответ" затем использовался для подробной визуализации поперечных сечений вдоль линии полёта вертолёта.
Этот метод очень эффективен в таких средах, как Йеллоустон, поясняют учёные: гидротермальные потоки изменяют породы, через которые они проходят, превращая их в глинистые минералы, которые обладают повышенной электропроводностью, но подавляют намагниченность.
Всё это позволило учёным своими глазами увидеть, где залегают эти каналы с гидротермальными потоками.
Как показал анализ, по этим каналам текут неглубокие подземные воды, которые смешиваются с горячей водой, поднимающейся с глубины более километра под парком.
Изменения в этой смеси приводят к декомпрессионному кипению (вода закипает при низком давлении ближе к поверхности), дегазации и кондуктивному охлаждению — когда окружающая водяной поток порода выступает в качестве теплоотвода.
Это и вызывает то разнообразие природных явлений, которыми знаменит Йеллоустон.
Сюрпризом для исследователей стало сходство характеристик более глубоких структур под некоторыми участками парка с разнообразием химического состава и температур на поверхности. Похоже, что эти особенности определяются разными способами смешения грунтовых и нагретых глубинных вод, а не другими геологическими факторами.
Вертолёт с прикреплённым к нему SkyTEM не смог облететь весь парк площадью почти 9 000 квадратных километров, а разрешение сканирования не позволило идентифицировать отдельные водные каналы, ведущие к определённым объектам. Но полученные данные всё равно очень полезны для учёных, работающих в самых разных областях.
Биологи, геологи и гидрологи уже выразили заинтересованность в использовании этих данных, отмечают авторы нового исследования. Эта информация поможет в изучении всего, от разнообразия микробов парка до геологической "летописи" о потоках лавы, которые появлялись здесь в прошлом.
Новая работа может даже использоваться для получения заблаговременных предупреждений о вулканической опасности.
Она возникает, когда слои глины под Йеллоустоном временно "закупориваются", что приводит к опасному и потенциально взрывоопасному скоплению газа.
Набор данных настолько велик, что исследователи, можно сказать, лишь коснулись верхушки айсберга в своей первой статье. Учёные с нетерпением ждут возможности продолжить работу с этими данными.
Этот источник информации ещё долгое время будет "полноводным".
Новая работа была опубликована в престижном научном издании Nature.
Ранее мы писали о том, что в Северной Америке ещё больше супервулканов, чем предполагалось, а также о том, что под антарктическим льдом был обнаружен столб магмы.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим" – Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.
